Văn Miếu có kết cấu kiến trúc kiểu chữ Tam, bao gồm: Tiền tế, Trung từ và Hậu cung. Hệ thống mái của các tòa được làm liên hoàn kiểu "Trùng thiềm điệp ốc". Văn Miếu có mặt tiền quay hướng Nam, cổng Nghi Môn được xây dựng đồ sộ, bề thế, mang dáng dấp cổng Văn Miếu Hà Nội. Phía trong cổng có sân rộng, ở giữa sân là đường thập đạo, hai bên sân có lầu chuông và lầu khánh cùng 2 dãy tả vu, hữu vu.

Khu nội tự gồm: Tiền tế, Trung từ và Hậu cung, kiến trúc giống nhau, được làm theo kiểu vì kèo trụ trốn. Toàn bộ khu nội tự Văn Miếu tỏa sáng bởi hệ thống đại tự, câu đối, cửa võng và hệ thống kèo cột đều được sơn thếp phủ hoàn kim rất đẹp.

Hiện vật quý giá nhất của Văn Miếu là 9 tấm bia đá có ghi danh các nhà khoa bảng (của hai tỉnh Hưng Yên và Thái Bình) thuộc các triều đại Trần, Mạc, Lê, Nguyễn. Văn Miếu cũng là di tích minh chứng cho truyền thống hiếu học của người Hưng Yên.

Văn Miếu xưa có 2 mùa lễ hội, trọng hội là ngày 10/2 và ngày 10/8 hàng năm. Vào các ngày trọng hội, các vị nho học và quan đầu tỉnh phải đến Văn Miếu để tế lễ, thể hiện nề nếp nho phong, tôn sư trọng đạo, cầu mong sự nghiệp giáo dục ngày càng tiến bộ.

Ngày nay, vào mỗi dịp đầu xuân, tại Văn Miếu Xích Đằng lại diễn ra các sinh hoạt văn hóa, đó là: lễ dâng hương, triển lãm thư pháp, hát ca trù…

Để gìn giữ những giá trị văn hóa của dân tộc, Văn Miếu Hưng Yên đang từng bước được trùng tu, quy hoạch như vốn có của nó.