大成殿有三層丹樓，寬七間，深五間。大殿高31.8m，寬49.7m，深47.5m。_頂重檐，銅瓦飛舞，交錯拱門，雕梁畫棟。40根金柱，高6米，直徑0.8米，紅銅拱門，雕有雲龍圖案；殿脊飾以龍吻，覆以黃銅瓦；四周有回廊，回廊寬4米，為漢白玉雕花欄桿，四周有臺階進入高臺上的正殿；大殿前有拜臺和四路，是拜香和洞的地方。陛下是龍珠戲，殿頂飾有小篆《論語》名句。整個大成殿氣勢宏偉，結構整齊，具有顯著的東方建築特色。
頭上的“大成殿”匾額完全仿照曲阜孔廟的匾額，字跡蒼勁有力。所以專家們稱贊“北有曲阜，南有柳州”。
柳州文廟大成殿設計獨特，建築體量全國第壹。大成殿，重檐，屋頂仿唐建築，高30米，寬49.7米，深47.5米。它矗立在5.8米高的橋臺上，是整個文廟建築群的核心，也是柳州文廟孔子祭祀儀式的中心場所。在這裏，金碧輝煌，結構莊嚴，規模宏大，讓人感到莊嚴肅穆。大成殿橋臺高5.85米，丹雍* *三層樓，平階為福建田黃青石。中間寬3.6米，長18米的禦道上，四周都是饕餮圖案。有19條表情各異的高浮雕飛龍，有九五王者之氣，與大成殿金色穹頂相映成趣。大成殿走廊的24根銅包蓮花龍騰柱高6米，直徑0.8米，也是壹大亮點，襯托出大成殿的威嚴和厚重。
坐於廟中，銅雕金雕的孔子雕像，底座高4.25米，高3.5米，重1.2噸。這座雕像穿著十二件皇袍，戴著十二頂王冠，顯示了威嚴中的優雅，智慧中的善良和孔子在古代的精神領袖地位。這座孔子坐像，用料考究，工藝精湛，造型優美，是國內孔廟中為數不多的。
在柳州夫子廟大成殿的西側，有聖人曾子和孟子的雕像，在東側，有聖人顏元和子思的雕像。這些弟子都是生漆脫胎的彩繪造像，高3.8米，像高2.6米。他們穿著九帝袍，戴著九冠，可能會講學。
在柳州文廟大成殿東側，供奉著“復聖”的顏淵和“敘聖”的子思。
大成殿藻井的設計也是柳州文廟的首創。藻井通透，可以看到天空，寓意孔子思想與天地相通。大成殿四周用66000多平方米的銅板裝飾，用蝕刻工藝將《論語》名句鐫刻在銅板上，襯托孔子思想的博大精深。