Chùa Đồng Đắc được xây theo hướng tây, kiến trúc theo kiểu chữ Đinh, phần ngang là Tiền Đường, phần dọc là Thượng Điện. Kiến trúc tổng thể của chùa hoàn toàn bằng gỗ lim từ những cột gỗ cao to đến vì kèo, xà ngang, xà dọc. Những chỗ lồi lõm của vì kèo, trụ, ván nong, ván lưng, cánh cửa... đều được chạm bong kênh, chạm lộng tạo thành những tác phẩm nghệ thuật trên gỗ tuyệt đẹp. Trước Thượng Điện có cửa võng chạm lộng thiếp vàng làm nền cho Phật điện. Tất cả đều toát lên vẻ tài hoa, khéo léo của các bậc nghệ nhân Kim Sơn xưa mà sau này còn vang vọng mãi qua các công trình kiến trúc độc đáo khác như quần thể kiến trúc Hoa Lư, nhà thờ đá Phát Diệm...
Tiền Đường gồm 7 gian lớn đặt tượng Đức Ông, tượng Đức Thánh Hiền và hai tượng Hộ Pháp. Ở Thượng Điện đặt 5 hàng tượng Phật từ trên cao xuống thấp, Các tượng Phật đều ngồi, mặt mang dáng vẻ nữ nhiều hơn, miệng thoáng nụ cười cứu độ, mũi thẳng đầy đặn, mắt nhìn xuống soi rọi nội tâm. Tất các các pho tượng Phật đều uy nghiêm, nhân từ, được sơn son thiếp vàng lộng lẫy trong ánh hương nến lung linh. Nhà Tăng Đường không xây sau điện Phật mà nối liền với Tiền Đường của chùa, gồm 5 gian lui về phía Bắc và Điện Mẫu, 5 gian cũng nối theo Tiền Đường của chùa lui về phía Nam, đều quay hướng Tây - Tây Nam làm cho Tiền Đường, Tăng Đường và Điện Mẫu dài đến 17 gian. Nền của Tăng Đường và Điện Mẫu có thấp hơn so với nền chùa, Ở Tiền Đường, Điện Mẫu còn treo quả chuông đúc từ năm Quý Mão - Thiệu Trị thứ 3 (1843).
Trong thời kỳ kháng chiến chống Pháp, chùa Đồng Đắc là nơi ở của bộ đội và một số chiến sỹ cách mạng. Chùa Đồng Đắc là chốn tịnh viên, nhân dân công giáo cũng như nhân dân theo đạo Phật đều đến cầu mong trừ được điều ác, làm được nhiều điều thiện để sống thư thái tốt lành hơn.
