北镇庙大殿，为该庙宇之正殿，面宽5间，绿色琉璃瓦覆顶。殿内东西山墙上现存巨幅壁画——明代开国32功臣像。篇幅巨大，保存较为完好，是了解明初历史的重要实证，是北镇庙的精彩之所在。关于这些壁画的绘制年代，多有争议，有的认为大殿明初永乐年间大修，壁画绘于永乐年间。也有的认为是绘于清代后期。不管怎样这些篇幅巨大的人物壁画，能够留存也是十分难得的。站在大殿中，三十二功臣壁画，依次排开，十分震撼，还是值得去欣赏的。
北镇庙是医巫闾山的山神庙，山下立有祠庙，始建于金代。根据碑刻记载，现在的北镇庙基本上是明永乐十九年(1421年)和弘治八年(1495年)重修扩建的。庙内还保存有元、明、清三代的石碑56通，其中有元代大德、皇庆、延祐、至顺、至正等年间的祭山、封山碑12通，明代永乐、成化、弘治、正德、隆庆和万历年间的修庙碑16通，清代康熙、雍正、乾隆、道光和光绪年间的祭山修庙、游山诗等碑28通，这些石碑在考古学研究和书法艺术上，都有着很高的的价值。
