孔庙主体建筑，是祭祀孔子的中心场所。
大成殿唐代时称文宣王殿，为五间，于宋天禧二年大修时，移今址并增扩为七间。宋崇宁三年（公元1104年）徽宗赵佶取《孟子》："孔子之谓集大成"语义，赞扬孔子思想集古圣贤之大成，下诏更名为"大成殿"，后毁于火。现存这座大成殿为清代雍正年间重建，殿高24.8米，阔45.8米，深24.9米，重檐九脊，黄瓦飞甍，雕梁画栋，气势雄伟，八斗藻井饰以金龙和玺彩图，双重飞檐正中竖匾上刻清雍正皇帝御书"大成殿"三个贴金大字。大成殿与北京故宫太和殿、泰安岱庙天贶殿并称为东方三大殿。价值高历史长的是大成殿。大成殿四周廊下环立28根石雕龙柱，均以整石刻成，高6米，径长0.8米，为明代弘治年间徽州工匠刻制。大成殿两山及后檐的18根八棱石柱均为云龙浅雕。最为引人瞩目的是前檐的10根深浮雕龙柱，每柱二龙对翔，盘绕升腾，中刻宝珠，雕刻玲珑剔透，龙姿栩栩如生，无一雷同，堪称我国石刻艺术中的瑰宝，据说乾隆皇帝来曲阜祭礼孔时，石柱均用红绫包裹，不敢让皇帝看到，惟恐皇帝会因超过皇宫而怪罪。大成殿的建筑艺术，充分显示了我国劳动人民的聪明才智。
大成殿内金壁辉煌，有大型神龛9座，17座塑像，居中的一座即是孔子。孔子坐高3.35米，头戴十二旒冕，身穿十二章王服，手捧镇圭，显得高贵、威严，一副君王形象，这是被历代帝王神化了的孔子。实际上孔子的真实面目应该是“布衣”文人的形象。孔子塑像两侧神龛内东为“复圣”颜回、“述圣”孔伋，西为“宗圣”曾参，“亚圣”孟轲，称为“四配”。再两侧是“十二哲”塑像，除宋儒朱熹外，均为孔子弟子。
