杏壇的後麵是大成殿，為孔廟內宮廷式主體建築，是祭孔的重要場所。大成殿高24.8米，寬45.8米，金碧輝煌，氣勢雄偉。它和北京故宮‘太和殿”、泰安岱廟的“天貺殿”，並稱為“東方三大殿”。該殿在唐代叫文宣王殿，宋徽宗時改名叫大成殿。大殿經過多次修建才有了今天的麵貌，整個大殿坐於2米多高的須彌座石台基上，麵闊9間，進深5間，重簷歇山頂，上覆黃琉璃瓦。
大成殿四周廊下環立著28根蟠龍石柱。尤其是殿前的10根深浮雕雲龍柱更是精美。石柱下是覆盆蓮瓣式柱礎，每根石柱都是用整塊石頭雕成，高約6米，直徑80多厘米。兩山廊簷和後簷下為18根水磨淺雕八棱形石柱，每麵淺刻出9條團龍，一根柱子上有龍72條。前簷下的石柱為深浮雕，每根石柱上有2條盤龍，隱現於雲霧之中，上下對舞，中間為寶珠，構成了傳統的二龍戲珠圖案。雙龍姿態生動，栩栩如生，兩龍或盤卷蜷曲，或爭搶寶珠，或穿雲嬉戲，真有呼之欲出的感覺，為孔廟獨有的石雕藝術瑰寶。這些明代弘治年間徽州工匠雕刻的藝術珍品，使整座大成殿顯得更為富麗堂皇。細細算來，大成殿石柱上共有雲龍1316條，數量之多，雕刻之精，就是紫禁城內的太和寶殿也是望塵莫及的。
進入大殿，抬頭仰望，殿內正中懸掛著一塊“至聖先師”橫匾，孔子的神龕就在它的下麵，雕龍貼金的龕內供奉著孔子的夾紆漆像。孔子神態安詳，麵帶微笑，頭戴十二旒冕冠，身穿十二章之服，手執鎮圭，可見是後來為表對孔子的崇敬而將其打扮如此。目前，隻有這裏供奉著孔子塑像，而在其他地方的文廟中隻供奉孔子的牌位而已。孔子像由眾弟子像供奉與陪侍，東西兩側為四配和十二哲塑像，顯示出孔門後繼有人。
孔廟最後麵是聖跡殿。殿內因為有用連環畫的形式記載孔子一生“聖跡”的石刻而得名。聖跡圖應該是中國第一部有完整人物故事的連環畫。
曲阜孔廟曆史悠久，文物眾多，庭院中環境幽雅，建築高低錯落，黃瓦紅垣，綠樹掩映，是中國享譽世界的一處著名人文景觀。
有人將它稱為除了北京故宮以外的中國傳統文化的最高殿堂，這是非常恰如其分的。