법주사 대웅보전은 무량사 극락전, 화엄사 각황전과 함께 우리나라 3대 불전 가운데 하나인 중층(重層) 전각이다. 정면 7칸, 측면 4칸의 다포계 팔작지붕 건물로 건평 170평, 높이 약 19m에 이르는 대규모 건물이다. 위층에 비하여 아래층의 높이가 훨씬 낮아서 탑파와 비슷한 비례를 보이며, 정면에는 모두 살문을 달았고 좌우 측면의 1칸과 뒷면 가운데 칸에는 따로 외짝문을 달았다.
대웅보전의 양식은 내외 2출목으로 공포를 짜 기둥 위는 물론 기둥 사이의 평방 위에도 공포를 놓은 다포식으로 되어 있다. 공포는 1층은 내외 2출목이고 2층은 내외 3출목인데, 1층 살미는 수서형, 2층 살미는 앙서형이어서 변화를 보인다. 공간포는 전체적으로 매 칸마다 1구씩 배치되었다.
1층 살미의 수서형은 좀 독특해서 한 번 둔각으로 꺾었으나, 윗면은 사선으로 깎았다. 제3살미는 끝에 솟은 연봉이나 연꽃이 조각되었고, 그 위쪽의 보머리는 주심포 상부에서 4모를 죽인 8각형이고, 간포 상부에는 당초무늬가 초각된 형태이다. 창방머리의 연화당초각(蓮花唐草刻)도 주목된다.
2층의 살미는 제1, 제2살미가 수평에 가까운 기울기로 길게 뻗어 살짝 올린 완만한 곡선형 앙서이고, 제3살미는 끝을 화살 모양으로 뾰족하게 하고 밑면은 둥글게 한 형태의 초각인데, 이 위에 주심포 위에는 끝을 마름모꼴로 마무리한 보머리를 놓았고, 간포 위에는 제3살미와 겹판을 이루면서 머리 부분을 둥글게 한 보머리를 얹었는데 1층에서와 같은 초각은 베풀지 않았다.
한편 공포 위에 3겹 퇴보를 얹고 나서, 퇴보 사이에 낮은 벽(상벽)을 쌓아서 층급을 이룬 다음 벽면을 짧은 동자기둥으로 분할하고 거기에 나한도를 그렸다. 이 상벽 위로 넓은 빗천장을 가설하기 위해 밑면에 연화두식(蓮花頭飾)을 초각한 십자형 받침을 설치하였다. 빗천장면에는 비천상(飛天像)을 그려넣었다. 이러한 구조는 2층 빗천장에도 그대로 되풀이되었다.
내부에는 고주를 놓고, 이 퇴보 위에 2층의 평주를 놓아 금산사의 3층 전각인 미륵전과 같은 수법으로 되어 있다.
건물 내부에는 가운데에 법신(法身)인 비로자나불, 왼쪽에 보신(報身)인 노사나불, 오른쪽에 화신(化身)인 석가모니불이 있는데, 내부에 모셔진 이 삼신불은 벽암이 중건할 때 조성된 것이다. 삼신불이란 석가모니가 과거의 오랜 수행에 의하여, 과보(果報)로 나타난 몸[報身]과 진실로 영원한 것을 밝힌 석가모니의 진여(眞如)의 몸[法身], 그리고 중생제도를 위해 여러 가지로 나타나는 몸[化身]을 가리킨다.