前殿即释迦殿，面阔三间，进深三间，小式布瓦悬山顶，前有抱厦。殿内正面塑释迦坐像一尊，四壁绘有壁画83平方米。内容是中国化的佛教故事及民间神话故事。绘制水平不如后殿，保存也不够完整。

　　后殿即毗卢殿，也是该寺的主殿，建在高1米的月台上，面宽三间，进深三间，前后有抱厦，平面呈十字形。殿脊两端有龙头凤凰卷尾的鸱吻。飞檐深远，瓦顶坡度缓和，因而外观舒畅，形制特殊，俗称五花八角殿。殿内存有重彩壁画120平方米，其中四壁的壁画最为精彩。上下分三排，绘有天堂、地狱、人间、罗汉、菩萨、城隍土地、忠臣良将等儒、释、道三教各种神像人物500多位，又把他们分成120多个小组合，每组合旁有名号榜题，形成了三教合流的壁画艺术特点。北壁高2.8米，宽3.95米，壁画内容以佛教题材为主，画有现忿怒身的十大明王及帝释、梵天、天龙八部、四大天王、玉皇大帝等道教和释教人物120多身。东西两壁均高2.8米，宽7.6米，壁画以道教内容为主。东壁绘有南极长生大帝、扶桑大帝、玄天大帝、地藏王菩萨、鬼子母等共130多身。西壁画北极紫微大帝、巨半拿等众、五湖龙神等众、崇宁护国真君等，共140多身。南壁高宽与东西壁相同，壁画以世俗人物为主，东侧画引路王菩萨、为国捐躯忠臣烈士、九流百家一切街市等，共80多身。两侧画面然鬼王、城隍土地等众，往古贤妇烈女、后妃、宫人女官等，共60多身。这些画虽属宗教题材，但透过宗教的帷幔，仍然能看到现实生活的影子，有的还直接描绘了劳动人民的形象。

　　毗卢殿的壁画画风，承袭了我国古代壁画的传统画法，技法娴熟，线条潇洒自如，色彩艳丽，人物形象生动逼真，主次分明，层次井然。壁画赋色以石绿、朱红为基调，从强烈的对比中取得调和，色彩丰富而和谐。使用的颜料以矿物质为主。这些颜料稳定性好，保存时间长，虽已经历了几百个春夏秋冬，但色彩至今还很鲜艳。壁画还大量使用了沥粉贴金，整个壁画看起来艳而不俗，富丽堂皇，光彩夺目。墨线描绘物象是中国绘画的一大特点。毗卢寺壁画的线条描绘法比较丰富，“线”的类型比较齐全，应用得当。在继承唐宋线描优秀传统的基础上，有了新发展。作者从描绘对象的实际需要出发，巧妙地运用线条的节奏、错落、虚实、刚柔、粗细、展蹙等排列组合的变化，把人物描绘得异常生动，给人以有灵魂、有生命呼之欲出之感。物象的内容和质感也表现得很好。

　　唐代是我国壁画最兴盛的时期，吴道子是最有成就的杰出画家。当地相传，曲阳县北岳庙里的飞天神、赵县柏林寺大殿壁画上的水，都出自吴道子手笔。曲阳和赵县，一北一南，距上京村均不过百里。专家考证，毗卢寺壁画的画派风格基本上是承袭吴道子画派之粉本的，有人将它与甘肃敦煌壁画、山西永乐宫壁画、北京法海寺壁画相提并论，足见其受到重视的程度。

　　毗卢寺壁画内容丰富，包罗万象，技艺精湛，具有较高的艺术价值，对研究古代社会生活、风俗习惯以及古代美术史和传统绘画艺术都有重要的意义，是我国古代壁画遗存中的宝贵珍品，被国务院列为全国重点文物保护单位。