Chùa Nhất Trụ không chỉ là tự viện quan trọng của Phật giáo tại Ninh Bình, mà còn là không gian văn hóa tín ngưỡng, địa điểm tổ chức hội hè, tế lễ hàng năm của nhân dân địa phương. Tam quan chùa xây gạch, có 3 cửa, phía trên xây kiểu 2 tầng 8 mái, dán ngói vẩy. Cửa giữa lớn nhất, mặt ngoài có đắp đại tự bằng chữ Hán “Nhất Trụ tự” (chùa Nhất Trụ), tầng trên treo quả chuông lớn. Các hạng mục kiến trúc chính trong khuôn viên gồm: chùa chính, nhà Tổ, nhà Mẫu, nhà khách, lầu thờ Khổng Tử, nhà che cột kinh, khu vườn tháp và các công trình phụ trợ khác. Chùa chính bố cục hình “chữ đinh”, gồm Tiền đường và Thượng điện. Tiền đường có 1 tầng 2 mái, xây kiểu tường hồi bít đốc, 5 gian. 

Hệ thống hiện vật ở chùa Nhất Trụ tương đối phong phú và đa dạng, với hàng chục pho tượng và các đồ thờ tự khác. Đặc biệt nhất trong đó là cột kinh Phật, được đặt trong nhà che dạng lầu 2 tầng 8 mái, nằm chếch về phía Bắc sân chùa, ngay phía sau Tam quan. Cột kinh Phật được làm bằng đá, cao 4,16m; nặng 4,5 tấn. Cột được lắp ghép bằng 6 bộ phận khác nhau bao gồm: Tảng vuông, đế tròn, thân bát giác, thớt bát giác, đấu bát giác và đỉnh hoa sen. Các bộ phận của cột kinh Phật được gắn chặt với nhau bằng “mộng” mà không cần sử dụng chất kết dính. Với những giá trị độc đáo về kiến trúc loại hình, hình dáng kết cấu, kích thước, tài liệu quan trọng...của cột kinh Phật, tháng 12/2015, Thủ tướng Chính phủ đã công nhận đây là bảo vật quốc gia. 

Chùa Nhất Trụ là di tích nổi bật trong số các di tích thuộc Khu di tích quốc gia đặc biệt Cố đô Hoa Lư, mang đậm truyền thống lịch sử văn hóa, là minh chứng cho mảnh đất Cố đô ngàn năm văn vật:

“Tràng An thắng cảnh hoàng đô thủy

Nhất Trụ danh lam Phật tích linh”.