大成殿位于古城登瀛街，是原文庙的正殿，建筑面积273平方米，前为露台，基高17米，以红砂石砌筑。总体形态呈正方形，抬梁式大木结构，殿宇周围为回廊。大门为八合雕花门扇，两边次间有扇形花窗。殿宇高17米，歇山重檐，举架反宇，屋顶巍然高耸，檐部翼角反翘，有如鲲鹏展翅，欲搏九霄，既庄严肃穆，又雄伟壮观。大殿前4根檐柱精工雕刻的金龙盘云穿雾，姿态雄奇。前面两根廊柱撑拱镂空彩狮一对，其余撑拱雕饰彩色鳌鱼，工艺精湛、精巧异常。殿内藻井彩绘龙凤图案。四周卷棚额枋上恭悬清朝历代御书匾额。文庙建成后，曾产生过积极的影响，为凤凰培养了一大批文臣武将，涌现出了像清朝翰林院庶吉士，民国第一任民选内阁总理熊希龄这样的杰出人物。文庙整个建筑群直到民国初年还保持完整。但自民国33年（1944年）在庙内改建中学后，随着学校规模的不断扩大，折除东西二庑及庙内各祠堂建教室，折除大成门、棂星门，填平泮池为操坪。目前，文庙保存完整的只有大成殿一座和道光二十二年（1842年）学官徐寿昌在殿门外左侧载植的银桂、咸丰十一年（1861年）学官陈凤阶在殿右侧添植的丹桂，虽历尽沧桑，仍雄姿英发，引发人们无限遐思。