Do việc thờ tự của chùa Keo là tiền phật hậu thánh: có khu chùa thờ phật, có khu đền thờ thánh. Nên các tòa phía trước gọi là Chùa phật, các tòa phía sau gọi là Đền thánh.
Chùa phật được xây dựng, kiến trúc mặt bằng theo hình chữ công (L). Gồm 3 toà 13 gian, toà thứ nhất gọi là Chùa Hộ (còn gọi là Chùa ông Hộ), tòa thứ hai là tòa Ông muống, to à thứ ba là Chùa Tam Bảo.
Phía trước chùa có một sân chiều rộng 23,85m, chiều dài 46,5m; phần trung tâm của giữa sân gạch là một sân cỏ (có chiều rộng 15,25m; chiều dài 39,5m) được bao quanh bởi bốn hàng cau. Phía xung quanh còn lại được lát gạch trở thành sân sau của Tam quan nội và sân trước của Chùa Phật, hai bên là hành lang để đi vào phía trong khu nội tự.
Toà chùa Ông Hộ
Toà xây theo kiểu tàu đao lá mái (mái cong đao guột), toà gồm 7 gian (có chiều rộng gần như bằng nhau), mỗi gian rộng 3,5m; có tổng chiều dài 26,10m, chiều ngang (sâu) 11,01m (trong đó hiên trước 3,6m; hiên sau 1m; lòng của tòa 6,41m); chiều cao 7,07m. Mái toà lợp ngói mũi hài; con kìm bờ nóc đắp Ngạc long ngậm đại bờ, tại bờ cong đắp hai con sư tử chầu đối diện nhau; bốn góc đầu đao đắp hình vân mây với hai dải mây cong vút lên.
Kiến trúc của tòa hoàn toàn bằng gỗ; không xây tường gạch bao quanh mà làm một hệ thống ván bưng liệt bảng, có đố lụa; có ngưỡng thượng, ngưỡng hạ.
Kiến trúc bộ khung của tòa gồm 6 bộ vì kèo và 2 bộ vì chái bồ câu, mỗi bộ vì kèo có 4 chân hàng cột. Cột cái cao 4,2m, chu vi 1,6m, đường kính 51cm. Cột quân cao 2,9m chu vi 1,6m; đường kính 50cm. Các cột được kê trên các chân tảng đá hình chữ nhật có chiều cao 10cm, cạnh 66x66 cm.
Liên kết giữa các bộ vì bằng hệ thống các xà dọc thượng và xà dọc hạ. Bộ vì kèo Chùa Hộ theo kiểu "bán vi kẻ truyền"; vì nóc làm theo kiểu chồng rường chồng đấu. Vì nách tiền là một chiếc kẻ nối từ cột cái ra cột hiên, vì nách sau là một thanh xà làm nhiệm vụ liên kết với tòa ống muống (nên được gọi là bán vi kẻ truyền).
Tòa có hiên rộng, hiên có chiều cao 32cm so với mặt sân, có chiều rộng 3,6m; chiều dài 26,10 m. Hiên của toà rộng 3,6m vì hệ thống cửa của toà này không nằm ở phía ngoài cùng với cột quân mà hệ thống cửa được lui vào phía trong của hệ thống cột cái (cách gọi dân gian là lộn thềm). Nên với bộ khung kiến trúc to lớn hoành tráng, cách làm lộn thềm đã tạo ra một hiên rộng của toà cùng với đó là bộ cửa cao lớn tạo nên cảm giác rất rộng rãi, thoáng đăng và còn tôn thêm quy mô đồ sộ hoành tráng của Chùa.
Trên hiên của hai gian hồi đặt hai bia đá lớn, trong đó có một bia được khắc vào năm Đức Long thứ tư (1632); nội dung văn bia nói về việc xây dựng chùa.
Toà có 5 bộ cửa của 5 gian (hai gian hồi không làm cửa), hệ thống ngưỡng cửa cao 0,45m so với mặt thềm. Mỗi bộ cửa có chiều cao 2,15m, rộng 2,45m, cửa gồm 6 cánh. Các cánh cửa được làm theo kiểu bức bàn chân quay. Hai gian hồi không làm cửa nhưng kê bốn tầng ngưỡng chồng lên nhau, cao tới 1,34m, trên đó làm cửa sổ hàng song then bài.
Chạm khắc trên khung kiến trúc
Hệ thống kẻ tiền trạm rất công phu, kẻ góc cách điệu thành lá hóa rồng, hoặc chạm rồng phượng. Nét chạm khoẻ khoắn, trang nhã. Hệ thống chắn gió phía trên cửa là các bức cốn chạm rồng rùa; chỗ chạm long ổ, long ám, long quần, rồng bay trên mây, rồng vui đùa cùng nghê, sấu. Nhiều chắn gió chạm hoa văn sóng nước cuốn thành hoa dây, cuộn lên như sóng. Sóng cuốn thành hoa cúc, hoa sen, thành hình con dơi theo thế "Ngũ phúc lâm môn" cách điệu.
Ván gió cốn hậu chùa chạm tứ linh, nét chạm tinh xảo trông rất đẹp mắt.
Có 4 đầu rư của hai bộ vì kèo gian giữa, mỗi đầu rư có chiều dài 70cm, được chạm rồng, những đầu rồng to, khỏe, mắt tròn trợn ngược, nanh sắc như mác, miệng ngậm viên ngọc, râu bện vào nhau, tóc bờm vút về phía sau như thế rồng bay với kỹ thuật chạm lỗng rất tinh xảo và sinh động.
Việc thờ tự tại Chùa Hộ
Gọi là chùa Hộ (tức tòa tiền đường), vì hai gian bên của tòa này thờ hai vị hộ pháp lớn; một ông khuyến thiện, một ông trừng ác; bên cạnh mỗi vị hộ pháp là hai tượng kim cương. Hai gian phía hồi của Chùa Hộ có ban, khám và tượng thờ: một bên thờ ông Hoàng Nhân Dũng và ông Nguyễn Văn Trụ (là người vẽ kiến trúc chùa), một bên thờ bà Trịnh Thị Ngọc Trân (vương phi) và Lại Thị Ngọc Lẽ (vợ ông Hoàng Nhân Dũng) là hội chủ và tín chủ hưng công xây dựng chùa.
Phía hai hồi, mỗi bên đều có bệ tượng thờ Thập điện diêm vương; hai ban thờ này quay lưng về phía mỗi hồi đối diện với nhau; mỗi ban có 5 tượng.
Toà Ống muống:
Toà Ống muống là toà nối toà Chùa Hộ với Chùa Tam Bảo.
Từ chùa Ông Hộ vào tòa Ống muống được ngăn cách bằng hệ thống cửa gồm 3 bộ cửa: Bộ cửa giữa và hai cửa bên. Bộ cửa có ngưỡng cửa cao 45cm so với mặt nền. Bộ cửa giữa có chiều dài 2,65m; chiều cao 1,78m; gồm 6 cánh. Cánh cửa đồng theo kiểu thượng song hạ bản. Bộ cửa giữa hầu như đóng kín, đi lại từ tòa ông Hộ vào tòa Ống muống và ngược lại đi bằng hai bộ cửa hai bên. Hai bộ cửa hai bên có chiều cao 1,78m, rộng 0,97m, mỗi bộ cửa có hai cánh, cánh cửa làm theo kiểu thượng song hạ bản.
Kiến trúc của toà hoàn toàn bằng gỗ; không xây tường gạch bao quanh mà làm một hệ thống ván bưng liệt bảng, có đố lụa; có ngưỡng thượng, ngưỡng hạ.
Hai chiều cạnh của hệ thống vấn bưng của tòa Ống muống có 4 cửa nách (mỗi bên có 2 cửa được trổ ở gian thứ nhất và gian thứ ba). Mỗi bộ cửa có hệ thống ngưỡng cửa cao 0,45m; chiều cao 1,45m; rộng 0,6m; cánh cửa được làm theo kiểu bức bàn chân quay. Bốn cửa này là lối đi ra hai phía hành lang (hiên) tả hữu bên ngoài của tòa Ống muống. Liền kề hai hành lang này là hai vườn cây nhỏ. Vườn theo hình chữ nhật chạy dọc theo tòa Ống muống có chiều dài 15,45m, chiều rộng 3,25m; diện tích 50 m²; vườn có hai dãy tường hoa bao quanh, gạch tường hoa trổ thủng, tráng men nhiều màu khác nhau. Trong vườn trồng nhiều loại cây hoa, cây cảnh.
Tòa Ống muống: gồm 3 gian có chiều dài (sâu) 9m, mỗi gian 3 m, chiều rộng 7m, và mỗi bên hành lang hiên 1m. Mái được lợp ngói mũi hài.
Kiến trúc bộ khung của toà Ông Muống gồm 4 bộ vì kèo, mỗi bộ vì kèo có 4 chân hàng cột, cột cái cao 3,6m; chu vi 1,35m; đường kính 42cm. Cột quân cao 2,2m; chu vi 1,25m; đường kính 40cm. Các cột được kê trên tảng đá chân cạnh cao 15cm, cạnh 55 x 55 cm. Liên kết các bộ vì bằng xà dọc thượng và xà dọc hạ (2 bộ vì phía trước và sau của tòa được kết nối với tòa chùa Họ và chùa Tam bảo bằng hệ thống kèo xối góc tạo thành một tổng thể kiến trúc bộ khung của cả 3 toà).
Bộ vì kèo làm theo kiểu thượng giá chiêng, hạ chồng rường bẩy hiên. Bẩy hiên ở đây được đặt vuông góc với các thân cột quân, để hỗ trợ cho đầu bẩy ở phía ngoài làm nhiệm vụ đỡ tàu mái, người thợ đã dựng thêm một hàng cột hiên.
Chạm khắc trên khung kiến trúc toà ống muống
Hệ thống giằng trước cửa ống muống xếp liền với nhau kết thành đài hoa. Văn mây lá cuộn quyện lại như bức cổn liên hoàn của mây bay lá cuộn. Bốn bức cốn trung tâm tạo một con phượng lớn. Mào, mỏ cất cao như nhuy sen cách điệu. Đôi cánh xoè rộng như hai cánh quạt, lông xếp chéo nhau. Dáng phượng nửa đậu, nửa bay. Các thành rường, kẻ chuyển làm các đường chỉ soi, bào bóng nuột, có vẻ đẹp trang nhã.
Thờ tự tại toà Ống muống.
Tại gian trung tâm đặt một sập thờ, đây là một sập thờ cổ thời Lê, trên
đặt bát hương thờ công đồng.
Tại gian thứ 3 (gian trong cùng toà ống muống) đặt hai bệ tượng phật hai bên, lưng tựa vào vách tường, mặt quay ra phía ngoài, hai bệ tượng nhìn đối diện nhau, đó là hai bệ tượng thập bát la hán mỗi bên bệ tượng thờ 5 vị (ở trong tòa Tam Bảo cũng có hai bệ tượng, mỗi bên thờ 4 vị).
Toà Tam bảo:
Toà Tam bảo làm theo kiểu tàu đao lá mái, mái cong đao guột, mái lợp ngồi mũi hài, bốn góc đầu đao đắp hình vân mây với hai dải mây cong vút lên. Toà Tam bảo gồm ba gian, có chiều dài (ngang) 9m mỗi gian 3m, có chiều rộng (sâu) 6,88m, chiều cao 6,4m. Phía ngoài có ba hành lang, hai phía bên hồi có chiều rộng 1,2m; phía sau có chiều rộng 0,8m.
Kiến trúc của tòa hoàn toàn bằng gỗ; không xây tường gạch bao quanh mà làm một hệ thống ván bưng liệt bảng, có đỡ lụa; có ngưỡng thượng, ngưỡng hạ.
Kiến trúc bộ khung của tòa gồm 2 bộ vì kèo chính và 2 bộ vì trái bồ câu, mỗi bộ vì kèo có 4 chân hàng cột. Cột cái cao 3,78m; chu vi 1,38m; đường kính 44cm. Cột quân cao 2,58m; chu vi 1,28m; đường kính 44cm. Các cột được đặt trên các tảng đế chân cột bằng đá có chiều cao 15cm, chiều cạnh 55x55 cm.
Liên kết giữa các bộ vì kèo bằng các xà dọc thượng. Bộ vì kèo giữa làm theo kiểu thượng giá chiêng hạ chồng rường chồng đấu. Bộ vì kèo nách làm theo kiểu kẻ chuyền bẩy hiên.
Việc thờ tự tại chùa Tam bảo.
Chùa tam bảo bầy tượng thành tầng thành lớp. Ba vị tam thế ngự đài sen thiếp bạc phủ hoàng kim. Tượng A di đà thếp vàng lấp lánh. Các tượng quán âm thế chi, quán âm toạ sơn, phấn mặt trắng hồng, áo son rực rỡ.
Thượng thích ca rồng vàng kết động. Tượng thập điện diêm vương hai dấy uy nghiêm. Tượng la hán hai hàng tương xứng.
Những bức đại tự chữ vàng đĩnh đạc treo trên phướn phật. Câu đối khảm trai san sát treo hai hàng cột. Tất cả tạo nên một cảnh sắc "thiền" trang trọng uy nghiêm.