고선사高仙寺는 신라의 고승 원효元曉(617~686)가 주석駐錫했던 통일신라시대의 대찰大刹이다. 고선사에 대한 기록은『삼국유사三國遺事』, 서당화상비誓幢和尙碑,『고려사高麗史』등에 남아 있는데, 이 기록들로 보아 이 사찰은 686년 이전에 완공되어 적어도 1021년까지는 법등法燈이 이어졌음을 알 수 있다. 1975년 경주시 덕동댐 건설로 인해 절터가 수몰지역으로 결정됨에 따라 고선사 삼층석탑을 비롯한 발굴문화재가 국립경주박물관으로 옮겨졌다. 고선사 터 삼층석탑은 감은사 동서 삼층석탑과 함께 통일신라시대 일반형 석탑의 초기양식이다. 여러 개의 석재를 짜 맞추어 쌓는 방식을 적용하여 이중의 기단부基壇部와 삼층의 탑신부塔身部로 구성되었다. 1층 탑신석塔身石의 네 면에 문비門扉를 새겼으며 표면에는 금동판 등을 부착하기 위한 작은 구멍들이 확인된다. 석탑 이전 당시에 3층 탑신석 윗면에서 사리공이 확인되었으나, 사리갖춤은 발견되지 않았다.