清康熙十一年（1772）版《滋阳县志》载：“诸天寺在泗水桥旁，鲁敬王建。”光绪十二年（1886）版《滋阳县志》载：“诸天寺在南关迤东，舞雩台西，明鲁敬王建。”鲁敬王名寿鏳，是第七代鲁王，明万历二十二年（1594）袭封，在位仅四年。故诸天寺建造时间应在万历二十二年（1594）至二十六年（1597）之间。

诸天寺所在地现名诸天寺，该村早在唐代即已建村。此地位于泗水要津，地理位置重要，曾出土《唐故东海严夫人墓志》《唐故颍川陈夫人墓志》等文物。1989年版《山东省兖州县地名志》载：“诸天寺……本村建于唐代之前，古名临泗里……后村中建诸天寺，供奉诸天佛像，村遂更名诸天寺。”

鲁敬王虽然在鲁王位上仅四年，但却做了不少利国利民的事，当时被誉为一代贤王。《滋阳县志》中除记载他修建诸天寺外，还记载了他重修义学，修建吕公堂和天医庙大佛殿等事迹。

据诸天寺村老人讲，诸天寺占地约10亩，南北长约90米，东西宽约70米。按中轴线由南往北，依次为山门、前大殿、后大殿，大殿两侧为东西厢房，后大殿后有高僧墓塔林。诸天寺前殿供奉二十四诸天，又称为“天王”，后殿供奉着十八罗汉。“诸天”为佛家语，是从婆罗门教译过来的，“诸天”是以护持佛法、化导众生为职志的众天神，这些护法神从印度传入我国后被中国化了，被塑造成古代帝王将相和后妃贵妇的样子。该庙内因供奉二十四诸天护法神，故取名“诸天寺”。诸天寺落成后，它紧邻的临泗里，亦更名为诸天寺村。

诸天寺的墓塔林，是迄今为止兖州境内所发现的唯一高等级的墓塔，从中也可以看出明代兖州佛教的繁荣的盛况。

到了清末民初，兖州的佛教活动日渐萧条，许多佛寺转为道教的连家道人管理。诸天寺也由一位孟姓连家道人负责，依赖寺因维持祭祀活动。后来，一位叫孟广四的道士将诸天寺设为为丧主作法事的道场，收费维持生计。民国年间，战乱频繁，许多外地的官员、富户在此去世后，因交通不便等原因，不能运回原籍安葬，有不少棺椁寄存在诸天寺院内。他们用青砖、石灰砌成棺木形状的丘墓，或直接把棺材寄放在寺内，以备将来运回原籍。代人存放棺木，成了寺里道人的一项重要收入。

1946年，第一次解放兖州时，诸天寺附近的泗河堤防、铁路、公路大桥是国共双方争有的要津。诸天寺的山门、前大殿，被炮弹击中后摧毁，砖瓦木石被运去修筑工事。解放后，诸天寺后大殿先后被当做私塾和小学校、夜校、扫盲识字班。1966年，“破四旧”时，诸天寺残存的佛像、十八罗汉像等全部砸毁，墓塔也被拆除。

另，康熙、光绪版《滋阳县志》虽明确记载诸天寺是万历二十二年后鲁敬王所建，但却又记载：“明释道遐者，精内典，甚有戒行。入京授僧录司右讲经。正统元年（1436）示寂于邑之诸天寺。朝遣礼部员外郎萧仪谕祭，鲁王为作像赞。”所记载的时间，比鲁敬王建诸天寺早了158年，此当是兖州另有一处诸天寺。