皇史宬正院前，是一個東西過道，東西各一座大門，東大門關閉，出入西大門。正中為皇史宬宬門，三環南向。東西又各有一個小門，左稱：皇書曆左門，右稱：皇書曆右門，其中“皇書”字即“龍”字，由“皇”和“書”字拚合而成，也是嘉靖皇帝改定的。其字意更直白地說明，皇史宬是存放皇帝之書的地方，是皇家的檔案庫。
院內正中為皇史宬正殿。正殿是皇史宬的主體建築，也是我國古典大型無梁建築之一，代表著皇史宬建築的總體水平。
皇史宬
該殿建於142米高的石基之上，四周環以白石欄杆，沿欄杆有出水口12個。殿前為丹陛，繞以漢玉雕欄，南麵陛三出，東西各一出。殿正中券門五座，東西九楹。殿門進深62米，每扇門均用整塊石頭製成，高325米，寬055米，厚022米，重約5噸。殿外中門正上方，懸石質“皇史宬”匾額，漢滿文合書，長138米，寬073米，這顯然已不是明朝原物，而是清朝所題。殿內東西寬405米，南北進深905米，殿內麵積360餘平方米。殿的前後牆牆體均厚達68米，東西牆牆體各厚達34米。東西山牆上，各有一窗，高195米，寬185米。
皇史宬大殿內高809米，無梁無柱，為廡殿式拱形建築。殿外屋頂蓋以黃琉璃瓦，單簷垂脊，吻獸相向。整個建築，其梁柱鬥拱，窗欞榱桷，全為磚石所砌，未用一根木材，未使一點金屬，是名副其實的“石室”。磚石之外表，用油彩繪飾，看起來豪華氣派，金碧輝煌，宛如木結構之宮殿建築。
殿內又築有石台，台上排列著專門存放實錄、聖訓的特製檔案櫃。櫃外用鎏金銅皮包裹，內為雙層樟木櫃匣。櫃高134米，長138米，寬073米，上部01米處開蓋用鎖。東西各安鐵環一個，用以搬抬。各櫃四周和櫃頂鑄有形狀各異的雲龍花紋，整個櫃重達160多公斤。謂之“金匱”。明朝時有金匱19個。清朝隨著檔案增多，金匱也不斷增加，雍正之前，已有金匱31個；到同治時期，已增至141個，到清末，則達到了153個。現在這153個金匱仍基本完好無損地存放在皇史宬大殿中。