周公庙是洛阳市现存保护较好的明清古建筑群之一，始建隋末唐初（公元618年），明嘉靖四年（公元1525年）又在旧址重建。以后历朝累代又多次修葺。现存的一组古建筑大体保持旧制，座北面南，原为四进院落。因“元圣殿”六十年代被毁，现为三进。取中轴对称，布局严整，依中轴由前到后依次为正南门、定鼎堂、三殿（礼乐堂）、三殿（先祖堂）及东西廊房，占地4906平方米，其中古建筑占地664平方米。正南门为1991年所建九脊单檐歇山式，正门一间及悬山式东西耳房各一间，南门正脊高8.2m，台基0.45m，角科斗拱，牛口宽10厘米，角梁取递角梁，引角梁与抹角梁搭接，东西耳房斗口上置瓜拱、云头，两侧为3米高正方形钟、鼓楼台基，圆窗厚墙。

1、大殿（定鼎堂）：定鼎堂为庙内建筑年代最为久远。面阔五间，进深三间，单檐歇山顶，青筒瓦覆顶、绿琉璃瓦剪边，龙风脊饰，大殿四角飞檐起翘、拓展伸张、比例匀称。正门走马板上方悬挂民国二十一年戴季陶所题“定鼎堂”巨匾。

定鼎堂正脊高12.9米，平面呈长方形。龙凤脊饰，正脊两端饰以吻兽，垂脊饰云纹和牡丹纹脊饰，下端饰以狮子走兽，上乘一人，头戴螺形小毡帽，身穿长袍，腰束带，两臂前曲，一手作控缰状，另一手托元宝。戗脊纹样皆同垂脊，并在下端装置一狮子走兽；外段（挑角部分）上饰蹲兽、禽鸟、仙人各一个；仔角梁头挂一龙首套兽。

歇山山面有三悬垂鱼，其中两侧小悬鱼上端均作圆形，其上分别墨书日月二字。大概寓意阴阳。外檐斗拱：柱头科，平身科凡十二攒，每攒均作五  双下昂斗拱。角科：四角相同，作五  重昂斗拱。内檐斗拱：前后檐之角科、柱斗科、平身科凡十二攒，皆为五重翘斗拱。山面平身科则很不同，其上昂为真昂作法，这在此殿中，殊为重要。内檐斗拱及梁架的彩绘，均饰灰底，且用白线勾勒，很有河南地方特色。

定鼎堂后檐墙与左右山墙墙体下部均用方体大石块砌成，石块一般长0.65米、宽0.63米，厚0.47米；以上用小砖错缝平砌，以至于檐枋，墙厚达1.05米。殿堂正面，为隔扇门，其花心为斜格式，裙版纹样作“凸”字形博古图。隔扇门上有四块走马板，其上饰以变形菊花相间纹样。

殿堂构架为叠梁式，即七檩前后廊式。共有二十六根木柱，前后檐柱各四根，金柱八根，柱高7.4米、柱径0.6~0.65米。角柱四根，山柱六根，每根均有砍杀。柱顶石基座作方形，上部略凸起作圆形。有梁架六缝，每缝均有五架梁，三架梁和瓜柱所组成。有檩三十五根。脊檩、上金檩、老檐檩下均有垫板和枋。檐柱与老檐之间均用抱头梁和穿插枋连属，檐檩下亦有垫板和枋。

殿堂台基略高出地面，台基高1.05米，散水周围用青石条包砌。堂前原有月台，上设汉白玉石钩栏，惜今已无存。

2、二殿（礼乐堂）：位于定鼎堂之后，三殿之前。面阔五间，进深二间。作硬山式，上覆灰瓦，正脊两端饰吻兽，四垂脊上皆饰有走兽、仙人等。该殿内架作叠梁五檩前出廊式。有木柱凡12根，均有砍杀。柱顶石基座为方形，上部为圆形。抱头梁朝外一端饰龙首。台基高0.79米，前有小月台，高0.70米，均用青砖包边。月台前筑有小台阶。殿墙厚0.47米。正南面为隔扇门和棱子窗。

3、三殿（先祖堂）：位于二殿之后，面阔五间，进深两间。作硬山式，上覆灰瓦，正脊、垂脊均有正吻和走兽、仙人。该殿构架亦作叠梁五檩前出廊式。共有木柱十八根，均有砍杀。柱顶石基座为方形，上部为圆形。抱头梁朝外一端饰龙首。台基高0.81米，前砌一小台阶。殿墙厚0.50米，正南面为隔扇门和棱子窗。

4、东廊房：位于二殿和三殿之间。面阔五间，进深一间，硬山式五檩叠梁式建筑，带檐廊，正脊高6.15米。

洛阳周公庙在全国现存三大周公庙（另有陕西岐山周公庙、山东曲阜周公庙）中，是始建年代最早的一座。由于周公营建并长期镇守洛邑，因此洛阳周公庙则被誉为正宗的周公祠庙。该庙的建立，尽管最初在于假周公之灵，为王世充作祈祷、佑助争战之用，但因周公是历史上著名的政治家、思想家、军事家和中国儒家思想的奠基者，以及被历代仕人效法的忠良楷模，所以周公庙后来又具有兴教化，传礼乐的作用。周公庙古建群，座北面南，按中轴线并呈四进院落，错落有序。整体建筑以定鼎堂为中心，反映出“居中为尊”的传统思想，布局严谨，最后一进院落东西廊庑与三殿围成四合之院，合理紧凑。庙内柏树参天、槐杨茂盛，更显庭院幽深。