黃陵廟的占地面積不是很大，建筑也不多，但卻有一定的布局，特別是其主要建筑是見證長江特大洪水的實物資料，在長江水文考古史上有其重要的地位 。黃陵廟的內部建筑大體分為主軸線建筑和附屬建筑兩大部分。

主軸線建筑

黃陵廟座南偏西40度，廟主軸線上的建筑有山門、禹王殿、屈原殿、祖師殿(亦謂佛爺殿)，分別建筑在逐級升高的四個臺地上，各臺基相距高度約2米左右。

山門

山門建筑在海拔75.56米的江邊臺地上。宋代尚見有兩匹石馬的山門，清嘉慶年以前為“敕書樓”，嘉慶八年(1803年)重慶府事趙田坤見敕書樓中殿宮墻 因多年風雨飄搖而崩塌，宦囊樂輸倡導重修，將敕書樓中殿改建為戲臺，并撰刻(萬世流芳)碑記至今尚存廟中。

黃陵廟現存山門為清光緒十二年(1886)冬季重新修建的，為穿架式磚木結構建筑，山門外尚有石階三十三步又十八級，寓意三十三重天和十八層地獄。

禹王殿

該殿是黃陵廟現存建筑群的主體建筑，修建在比山門地基高19米的臺地上，為重檐歇山頂，穿斗式木結構建筑，八架櫞屋。原為灰筒、板瓦屋面，面闊進 深均為五開間，面闊18.44米，進深 16.02米，柱網面積295.4平方米，臺明高19米，通高 17.74米。占地面積4000平方米。大殿金柱柱礎上園額小碑，俗稱七寸碑刻字還隱約可 見，橫批是;“永遠萬世”，豎刻為“大明園湖廣荊州府歸州信士萬歷四十六年□月”。殿正面下檐匾額為陽劑“玄功萬古”四字，落款是“崇幀歲次辛 己年季春月敕日立惠王題”上檐匾額陰刻“砥定江瀾”四字，落款是“乾隆十四年歲冬己已覺羅齊格題并書”。

禹王殿內三十六根楠木立柱均保存有1870年水平一致的洪水澄江泥痕跡，且高達37米。水淹波及闌額，下檐“玄功萬古”匾被淹浸47公分，立柱黑黃分明 ，未被洪水浸淹的上端為黑色，即本色;被洪水浸淹過的下端為淡黃色，且澄江泥至今尚敷著在立柱表面的裂縫之中。據水利部長江水利委員會的專家們 介紹，1870年長江特大洪水的水位為海拔81.16米，秒流量11萬立方米。1985年維修中，經科學測量，確認大殿內三十六根楠本立柱上的水浸痕跡是長江三峽1870年特大洪水水位的歷史記錄。1985年，對禹王殿維修油飾過程中，考慮到其在長江水文歷史上的重要地位，特別于殿內東北角保留了兩根立柱未做油漆，作為重要的水文文物標志予以保護。

屈原殿

1860年洪水未涉及此殿，1870年洪水進殿水深1米。此殿建筑在比禹王殿基高27米的臺地上，清雍正年間已有該殿，咸豐、同治年間重修過，抗日戰爭時期 被國民黨三十軍所部拆毀燒了。

祖師殿

又稱佛爺殿，1870年洪水若再漲三步臺階即50厘米，水將進入此殿。該殿建筑在比屈原殿基高15米的臺地上，據《游黃陵廟記》提供，此殿始建于明代， 且明朝歷代皇帝多信奉道教。毀敗情況同屈原殿。

武侯祠

壞于1860年洪水，毀于1870年洪水。該建筑是后人為紀念諸葛亮重建黃牛廟的功德而修，始建年代不詳。據《東湖縣志》藝文志載，明末祭祀諸葛亮于禹 王殿內大禹像背后，候像是巾幗英雄秦良玉(1574~1648年)造，清乾隆三十五年(1772年)前便己有專把諸葛的武侯祠了，乾隆五十二年(1788年)重修 ，清人王柏心在《補修黃牛峽武侯祠并造像記》一文中記載得極其確鑿：“……咸豐庚申(1860年)夏，泯江大溢，祠中水深丈許，繚垣盡圯，像亦剝落 不全。”故于同治三年(1864年)郡守聶光鑒會同本任金大鏞“巳醵金若干，付主者令裝治舊像，補完如初，其櫞瓦穿漏者易之，其墻石之頹□者□之， 丹青廟貌，將悉還舊觀……”

同治三年(1864年)補修的武侯祠則被1870年大水徹底沖毀，祠內壁嵌光緒十三年1887年)羅縉紳所撰刻的碑記中有：“光緒二年創高救生船只，沿江上 下拜禹廟及武侯祠肅然起敬，因咸豐庚申同治庚午兩次水災倒塌不堪，縉紳目擊心傷……。”

武侯祠為清光緒十二年(1886年)羅縉紳重建，原本倚靠在禹王殿左側臺明處，正與禹王殿前檐基本成一條線，基礎比禹王殿基低70公分。建筑占地155.6 平方米，面闊12.2米，三開間，進深12.58米，四間，穿架式磚木結構，單檐硬山頂，小青瓦屋面，通高9.6米。

1983年對禹王殿擬定維修方案時，專家們鑒于武侯祠緊連大殿，既破壞了大殿凝重壯觀的形象，又妨礙大殿搭架施工，故將武侯祠原物遷建到大殿后東北 角，另成軸線。該建筑占地160平方米，祠內表現三國歷史故事的塑像和壁畫惟妙惟肖，懸掛飄拂的帷幄中羽扇綸巾的諸葛亮座像，再現了諸葛亮足智多謀的形象。

玉皇閣

經過咸豐十年、同治九年兩次大水，閣貌已傾頹無存。

此閣原建筑在黃陵廟左側，相距200米，俗稱“小廟”，黃陵廟則為“大廟”。閣基比禹王殿低42公分。廟內的光緒十九年(1893年)《重修玉皇閣落成序 》碑中云：“夷陵上游九十里，有玉皇閣者，系黃牛輔之偉觀，宮殿巍峨與黃陵廟并傳不朽，至今百有余年……”由此可知，此閣興建年代至遲在清乾隆 年間，經過咸豐十年、同治九年兩次大水“神像則漂流幾盡，廟貌則傾頹無存”而閣后尚存咸豐四年(1854年)和尚墓，該墓為石質寶塔形，它經歷了 1860年、1870年兩次大洪水而未傾覆。

光緒十九年( 1893年)重修的玉皇閣于1954年毀于白蟻危害，閣址尚存。黃陵廟明清兩代古建筑保留下來的1860年、1870年長江洪水水位的記錄與廟內現 保存的1874年黃肇敏撰刻的《游黃陵廟記》、1887年的《欽加提督銜湖北宜昌總鎮都督府管帶水師健捷副營烏珍馬巴圖魯羅縉紳》功德碑和《重修玉皇閣 落成序》等水文碑刻中洪水記載相一致。

《宜昌府志》、《東湖縣志》洪水記載與黃陵廟古建筑保留的遺物、遺跡和歷史水文碑刻記載也基本吻合。