黄陵庙的占地面积不是很大，建筑也不多，但却有一定的布局，特别是其主要建筑是见证长江特大洪水的实物资料，在长江水文考古史上有其重要的地位 。黄陵庙的内部建筑大体分为主轴线建筑和附属建筑两大部分。
主轴线建筑
黄陵庙座南偏西40度，庙主轴线上的建筑有山门、禹王殿、屈原殿、祖师殿(亦谓佛爷殿)，分别建筑在逐级升高的四个台地上，各台基相距高度约2米左右。
山门
山门建筑在海拔75.56米的江边台地上。宋代尚见有两匹石马的山门，清嘉庆年以前为“敕书楼”，嘉庆八年(1803年)重庆府事赵田坤见敕书楼中殿宫墙 因多年风雨飘摇而崩塌，宦囊乐输倡导重修，将敕书楼中殿改建为戏台，并撰刻(万世流芳)碑记至今尚存庙中。
黄陵庙现存山门为清光绪十二年(1886)冬季重新修建的，为穿架式砖木结构建筑，山门外尚有石阶三十三步又十八级，寓意三十三重天和十八层地狱。
禹王殿
该殿是黄陵庙现存建筑群的主体建筑，修建在比山门地基高19米的台地上，为重檐歇山顶，穿斗式木结构建筑，八架橼屋。原为灰筒、板瓦屋面，面阔进 深均为五开间，面阔18.44米，进深 16.02米，柱网面积295.4平方米，台明高19米，通高 17.74米。占地面积4000平方米。大殿金柱柱础上园额小碑，俗称七寸碑刻字还隐约可 见，横批是;“永远万世”，竖刻为“大明园湖广荆州府归州信士万历四十六年□月”。殿正面下檐匾额为阳剂“玄功万古”四字，落款是“崇帧岁次辛 己年季春月敕日立惠王题”上檐匾额阴刻“砥定江澜”四字，落款是“乾隆十四年岁冬己已觉罗齐格题并书”。
禹王殿内三十六根楠木立柱均保存有1870年水平一致的洪水澄江泥痕迹，且高达37米。水淹波及阑额，下檐“玄功万古”匾被淹浸47公分，立柱黑黄分明 ，未被洪水浸淹的上端为黑色，即本色;被洪水浸淹过的下端为淡黄色，且澄江泥至今尚敷着在立柱表面的裂缝之中。据水利部长江水利委员会的专家们 介绍，1870年长江特大洪水的水位为海拔81.16米，秒流量11万立方米。1985年维修中，经科学测量，确认大殿内三十六根楠本立柱上的水浸痕迹是长江三峡1870年特大洪水水位的历史记录。1985年，对禹王殿维修油饰过程中，考虑到其在长江水文历史上的重要地位，特别于殿内东北角保留了两根立柱未做油漆，作为重要的水文文物标志予以保护。
屈原殿
1860年洪水未涉及此殿，1870年洪水进殿水深1米。此殿建筑在比禹王殿基高27米的台地上，清雍正年间已有该殿，咸丰、同治年间重修过，抗日战争时期 被**三十军所部拆毁烧了。
祖师殿
又称佛爷殿，1870年洪水若再涨三步台阶即50厘米，水将进入此殿。该殿建筑在比屈原殿基高15米的台地上，据《游黄陵庙记》提供，此殿始建于明代， 且明朝历代皇帝多信奉道教。毁败情况同屈原殿。
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坏于1860年洪水，毁于1870年洪水。该建筑是后人为纪念诸葛亮重建黄牛庙的功德而修，始建年代不详。据《东湖县志》艺文志载，明末祭祀诸葛亮于禹 王殿内大禹像背后，候像是巾帼英雄秦良玉(1574~1648年)造，清乾隆三十五年(1772年)前便己有专把诸葛的**了，乾隆五十二年(1788年)重修 ，清人王柏心在《补修黄牛峡**并造像记》一文中记载得极其确凿：“……咸丰庚申(1860年)夏，泯江大溢，祠中水深丈许，缭垣尽圯，像亦剥落 不全。”故于同治三年(1864年)郡守聂光鉴会同本任金大镛“巳醵金若干，付主者令装治旧像，补完如初，其橼瓦穿漏者易之，其墙石之颓□者□之， 丹青庙貌，将悉还旧观……”
同治三年(1864年)补修的**则被1870年大水彻底冲毁，祠内壁嵌光绪十三年1887年)罗缙绅所撰刻的碑记中有：“光绪二年创高救生船只，沿江上 下拜禹庙及**肃然起敬，因咸丰庚申同治庚午两次水灾倒塌不堪，缙绅目击心伤……。”
**为清光绪十二年(1886年)罗缙绅重建，原本倚靠在禹王殿左侧台明处，正与禹王殿前檐基本成一条线，基础比禹王殿基低70公分。建筑占地155.6 平方米，面阔12.2米，三开间，进深12.58米，四间，穿架式砖木结构，单檐硬山顶，小青瓦屋面，通高9.6米。
1983年对禹王殿拟定维修方案时，专家们鉴于**紧连大殿，既破坏了大殿凝重壮观的形象，又妨碍大殿搭架施工，故将**原物迁建到大殿后东北 角，另成轴线。该建筑占地160平方米，祠内表现三国历史故事的塑像和壁画惟妙惟肖，悬挂飘拂的帷幄中羽扇纶巾的诸葛亮座像，再现了诸葛亮足智多谋的形象。
玉皇阁
经过咸丰十年、同治九年两次大水，阁貌已倾颓无存。
此阁原建筑在黄陵庙左侧，相距200米，俗称“小庙”，黄陵庙则为“大庙”。阁基比禹王殿低42公分。庙内的光绪十九年(1893年)《重修玉皇阁落成序 》碑中云：“夷陵上游九十里，有玉皇阁者，系黄牛辅之伟观，宫殿巍峨与黄陵庙并传不朽，至今百有余年……”由此可知，此阁兴建年代至迟在清乾隆 年间，经过咸丰十年、同治九年两次大水“神像则漂流几尽，庙貌则倾颓无存”而阁后尚存咸丰四年(1854年)和尚墓，该墓为石质宝塔形，它经历了 1860年、1870年两次大洪水而未倾覆。
光绪十九年( 1893年)重修的玉皇阁于1954年毁于白蚁危害，阁址尚存。黄陵庙明清两代古建筑保留下来的1860年、1870年长江洪水水位的记录与庙内现 保存的1874年黄肇敏撰刻的《游黄陵庙记》、1887年的《钦加提督衔湖北宜昌总镇都督府管带水师健捷副营乌珍马巴图鲁罗缙绅》功德碑和《重修玉皇阁 落成序》等水文碑刻中洪水记载相一致。
《宜昌府志》、《东湖县志》洪水记载与黄陵庙古建筑保留的遗物、遗迹和历史水文碑刻记载也基本吻合。
