代县文庙始建年代不详，元至正十八年(1358年)毁于战火，至正二十七年(1367年)重建，明洪武二年(1369年)竣工，成化、嘉靖年间扩建，清代屡有修葺。至此，文庙已有殿、亭、祠、廊、池、桥、坊等建筑，布局基本完整，规模颇具。现存建筑为明代遗构，个别建筑为清代所筑。
文庙坐北朝南，占地面积14400平方米。总体布局采用中轴线对称的宫殿式，规制严谨，布局有序。沿中轴线自南而北依次为万仞坊、棂星门、泮池、戟门、大成殿、敬一亭。万仞坊与棂星门两翼均设八字墙，戟门前左右分列名宦、乡贤、节孝三祠。大成殿两侧各为十五间廊庑，戟门两山面设回廊环绕，围成宽阔庭院。东西回廊均设掖门便于左右通行。祟圣祠设于庙之东北隅，祠之左右分列先贤、先儒祠，庙之四周均以围墙护围。
大成殿是文庙的主殿，面宽七间，进深八椽，单檐歇山顶。殿前设宽大的月台，月台三面皆以石雕栏围护，前设雕龙御路，左右为台阶踏道。檐下斗栱九踩单翘三下昂，殿内中设藻井，设计精巧，造型华丽。前檐设置隔扇，棂花图案12种之多，与殿内藻井同为明代小木作精品。