这座后殿，也叫“藏经阁”，从殿前柱子上方残留的雀替木雕龙图案以及文献记载看，历史上的开化寺，属于“六朝”皇家寺院，曾经是以往生极乐净土为目的的宗派，后殿一层正中，原来供奉的就是西方极乐世界的教主——阿弥陀佛，也称无量寿佛，出自国家二级工程师之手，栩栩如生，入木三分，左手持金莲花，右手持说法印，代表讲经说法。胸部有佛教标志，武则天读作“万”，表吉祥万德之意。大势至菩萨头顶宝瓶装智慧，普照众生，免一切刀光血火之灾，手持莲蒂，据说是通往西方极乐世界的通道，坐骑为望天吼，有上传天意，下达民情之意。观世音菩萨，也称观音，为自在观音，头顶菩萨观，冠内有阿弥陀佛像，手持净瓶，有救苦救难，大慈大悲之意。两侧有护发金刚。

大殿内彩塑了西方三圣与护法金刚，后殿二层所供的“五方佛”，则是代表东、西、南、北、中“五方世界”的“五佛”，也就是大日如来五种智慧的象征。依序是：大日如来佛（或毗卢遮那佛）即法身佛，表示将佛陀所说的真理加以人格化而形成的真理佛；左手第一位是南方宝生佛，表福德；第二位是东方不动如来佛即阿閦佛，表觉性；右手第一位是西方阿弥陀佛，表智慧；第二位是北方不空成就佛，表事业。

后殿南北两侧的窑洞式偏殿是雨师洞和五龙洞，里面分别供奉掌管行云布雨的神仙，为古人祈求风调雨顺、农业丰收而建。北侧的五龙洞内残存明代壁画可值一赏。壁画内容分别是五龙王出宫行云布雨、回宫接受朝贺的情景。画中人物形象惟妙惟肖、栩栩如生，展现出古代晋阳人民祈雨求福的场面，生动地反映了当地的生产生活场景。

在蒙山大佛东面约40米处的北峰岩壁上，还开凿有一个北齐风格的五龙洞，高、深、宽均为2.5米，洞门上所凿斗拱为“人”字形。后殿的五龙洞很可能就是北峰五龙洞的下院。自从蒙山大佛湮没后，古代寺底村村民为了求雨的方便，就修建了这一处五龙洞，延续了这一独特的祈雨风俗。