Chùa được xây cất do công trình kiến trúc của nhiều người, trong nhiều năm, là một chùa lớn, được kiến trúc khá tinh vi, đa dạng theo lối kiến trúc tổng hợp Á - Âu (Pháp, La Mã, Thái, Miên, Chàm). Tuy nhiên, chùa vẫn mang đậm nét lối kiến trúc điêu khắc truyền thống Việt Nam.

Chùa Vĩnh Tràng uy nghi kết hợp lối kiến trúc phương Tây và phương Đông - Ảnh: Du lịch Việt Nam
Đi vào từng gian ta sẽ thấy một màu vàng óng ánh được thếp rên các hình chạm, trên các tượng phật. Đáng chú ý hơn cả là những đôi long trụ trong gian chính điện, đó là những cây cột tròn to, bằng gỗ quý kiến trúc theo kiểu "thượng thu hạ cách".
Trước chùa có 2 cổng Tam quan kiểu võ rất tinh xảo, xây theo kiểu cổ lầu để hình hòa thượng Lê Ngọc Xuyên đúng trên bậc đúc bằng xi măng, cửa ngõ này cẩn toàn bằng đồ sứ có giá trị (sứ Trung Hoa, Việt Nam) in hình long, lân, quy, phượng. Canh, mục, ngư tiều, mấy câu đối cũng cẩn bằng miếng chai nổi màu sắc óng ánh trông rất đẹp.
Chùa được trang bị trên 60 tượng phật đúc bằng gỗ, đồng, đất nung, xi măng, đa số tượng bằng gỗ, tất cả được thếp vàng óng ánh và được tạo vào cuối thế kỷ 19, đầu thế kỳ 20. Riêng 3 tượng đồng (Di đà, cao 98 cm, Quan Âm và Thế Chí cao 93 cm) được tạo tác giữa thế kỷ 19.
Bên cạnh những pho tượng, hiện vật còn lại trong chùa này phải kể dến là Đại Hồng Chung mang tên Pháp Bảo Chuông cao 12 cm, nặng khoảng 150 kg được đúc giữa tháng 5 năm 1854 trên đó khắc chữ "Vĩnh Trường Tự". Hiện nay Pháp Bảo Chuông không sử dụng được, bị hỏng do nằm lâu dưới nước sau thời gian thất lạc.
Ngoài ra trong chùa hiện nay còn hơn 20 bức tranh sơn thủy rất giá trị. Tuy ảnh hưởng tranh vẽ Trung Quốc nhưng những bức vẽ này mang đậm nét dân gian Việt Nam, in hình "Mai, lan, cúc, trúc" in hình phong cảnh Việt Nam rất nên thơ. Đó là công trình của Long Giang cư sĩ phác họa năm 1904.
Bằng những vất liệu gỗ, những nhà kiến trúc, nhà điêu khắc cuối thế kỷ XIX, đầu thế kỷ XX đã chạm khắc những hình tượng mang màu sắc tôn giáo huyền ảo, thoáng đượm vẻ vương quyền, qua đó ta thấy được những công trình điêu khắc của người xưa - qua những hình tượng sống động ấy ta thấy rõ cuộc sống vui tươi và ý chí vươn lên của dân tộc Việt Nam - một dân tộc tự nhận mình là dòng dõi con rồng cháu tiên thể hiện qua chạm khắc hình tượng tứ linh.
Chính những nét độc đáo đó, nên ngôi cổ tự này ngày càng thu hút nhiều du khách đến tham quan, nghiên cứu và thắp hương. Mỗi ngày, chùa đón tiếp gần 1.000 khách tham quan; trong đó có khoảng 300 khách quốc tế. Vào những ngày rằm, ngày Tết thì du khách tăng lên đột biến. Đây cũng là một trong những điểm viếng thăm không thể thiếu được trong các tour, tuyến du lịch của các công ty lữ hành.