德阳文庙的主体建筑大成殿庄严雄伟，辉煌精美。此殿建于清道光三十年（1850年），为带回廊的重檐歇山式建筑，面阔五间，28.15米，进深四间，10.6米，廊深3.35米。建筑面积554.27平方米。明间面阔6.45米，次间、梢间面阔5.2米，明间与次间面阔比例为10:8。大成殿为彻上露明减柱造：山柱为五柱，内部仅设前、后檐柱和后金柱，减去前金柱和中柱。无楼板或天花。

    德阳文庙大成殿梁架采用穿斗与抬梁混合式构架。一层前檐明间、次间和梢间均施四扇六抹隔扇，隔扇为单心嵌花边寿字格心，裙板和绦环板均素面无装饰。门上施走马板。重檐部分亦带回廊，四面均施隔扇围护。廊柱与檐柱间施穿插枋，枋与廊柱间亦施有雕刻的扁方承栱。檐柱间施隔扇，明间八扇，此间和梢间各六扇。明间门上先挂“大成殿”匾额。山花贴塑衔罄蝙蝠。

    德阳文庙大成殿通高21米，屋顶覆盖黄色琉璃瓦。围脊当沟施植物纹装饰，脊陡板作开光框式，框内无装饰，开光框两端置鱼龙吻。殿内孔子像一尊，两侧为四配、十二哲塑像。塑像前设案，根据古代祀孔仪式陈设祭器、祭品。

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