Kiến trúc của chùa bề thế với 13 toà rộng, dẫy dài gồm 121 gian nối tiếp nhau. Cửa chùa cấu trúc kiểu tam quan nội năm gian, chồng diêm, mái cong, bờ cánh, kẻ bẩy uốn lượn. Phía dưới là tám đại trụ và 16 cột quân được đặt trên đá tảng chạm khắc hoa văn cánh sen nở. Phần trên, kết cấu theo kiểu chồng rường đỡ mái. Những mảng cuốn ở các vì và các then ngang, đố dọc mang phong cách nghệ thuật thời Hậu Lê. Hai bên đường kiệu lát gạch, kế liền là hai dãy hành lang, mỗi dãy gồm 40 gian bề thế.

Tiền đường năm gian, mái cong, toà Đệ nhị ba gian, toà thờ Phật và ba toà sau thờ thánh tổ Thiền sư Không Lộ. Các đố lụa, khung bạo, con sơn, kẻ bẩy của từng toà nhà được chạm khắc tinh vi. Ba bộ cánh cửa gồm 10 cánh được chạm khắc thể hiện 10 đề tài khác nhau. Kỹ thuật chạm đường đạt tới trình độ cao với đề tại phong phú gồm: long cuốn thuỷ, ly ngậm ngọc, phượng ngậm cành hoa, tứ linh tứ quý, lá hoả đao mác, vân mây uốn lượn. Đặc biệt, chạm khắc hình rồng ở các kiến trúc trung tâm rất đa dạng, con rồng lúc ẩn lúc hiện với các trạng thái khác nhau với đường nét khắc hoạ tinh vi, sắc sảo.

Sau toà thờ Phật là đền Thánh thờ thiền sư Không Lộ với ba toà quy mô, chạm khắc hoa văn công phu và đẹp. Tượng thiền sư uy nghiêm siêu thoát. Cuối cùng là 10 gian nhà tổ, nhà oản. Chùa còn lưu giữ những di vật cổ có giá trị của thế kỷ XVII: án thư, sập thờ, tượng pháp, chuông khánh, văn bia, hoành phi, câu đối và sách chữ Hán nói về lịch sử chùa Keo.

 

Kể từ ngày khởi dựng, chùa Keo Hành Thiện đã được tu sửa nhiều lần vào các năm: Hoằng Định thứ 13 (1612), Cảnh Trị thứ 9 (1671), Chính Hoà thứ 25 (1704), Thành Thái thứ 7 (1896). Năm 1962, chùa Keo được nhà nước công nhận là di tích lịch sử - văn hoá.

Hàng năm, chùa mở hội hai lần. Đó là hội Xuân vào dịp Tết nguyên đán và hội tháng 9 mở vào ngày 13, 14, 14 để kỷ niệm ngày sinh của Thánh tổ Không Lộ. Hội xuân gồm các trò chơi bắt vịt, thi ném pháo thi nấu cơm và các hình thức văn nghệ dân gian khác.Hội tháng 9 được tổ chức trọng thể. Ngoài những nghi thức lễ tiết mang tính chất tôn giáo, hội tháng 9 còn là nơi hội tụ của những sinh hoạt văn hoá tinh thần của cư dân nông nghiệp. Tổ chức bơi chải từ ngày 10/9 đến hết hội. Chính vì vậy, vào ngày hội, nhân dân không những trong vùng mà cả trong nam ngoài bắc đều nô nức kéo về dự.