此殿为木构单檐歇山顶，三间四架椽抬梁式结构。殿成正方形，长、阔均为15.3米，通高8.5米。檐下施斗拱18朵，制作均为7铺单抄双下昂，出昂作篦齿状，昂角灵翘，昂尾直抵平椽。屋面施青瓦，砖雕龙脊，塑剑鳌、朱雀、玄武、青龙、白虎等物象。四角均为飞甍系铁马。此殿建筑历来备受各地古建专家学者赞赏，国家文物局古建专家来此考察后，认为：“宝梵寺大雄殿属‘另类’明代建筑，国内少见，十分珍贵”。
蜚声海内外的宝梵寺壁画就绘制于大雄殿内。据史料记载，明成化二年（1466），僧人清澄、净元等延请画工于大雄殿泥壁图画12铺，其上拱眼绘有佛像24尊，名曰《西方镜》，共计104平方米。取材于唐玄奘译著《大阿罗汉难提蜜多罗所说法住记》等梵典，描述的是诸罗汉及众仙佛共赴佛会的故事，因而《西方境》又称《罗汉图》。壁画现仅存10铺，空缺两铺，一铺为卷首，为后人毁损，一铺是卷尾，传说中为“仙人”所废。
