皇史宬正院前，是一个东西过道，东西各一座大门，东大门关闭，出入西大门。正中为皇史宬宬门，三环南向。东西又各有一个小门，左称：皇书历左门，右称：皇书历右门，其中“皇书”字即“龙”字，由“皇”和“书”字拼合而成，也是嘉靖皇帝改定的。其字意更直白地说明，皇史宬是存放皇帝之书的地方，是皇家的档案库。
院内正中为皇史宬正殿。正殿是皇史宬的主体建筑，也是我国古典大型无梁建筑之一，代表着皇史宬建筑的总体水平。
皇史宬
该殿建于142米高的石基之上，四周环以白石栏杆，沿栏杆有出水口12个。殿前为丹陛，绕以汉玉雕栏，南面陛三出，东西各一出。殿正中券门五座，东西九楹。殿门进深62米，每扇门均用整块石头制成，高325米，宽055米，厚022米，重约5吨。殿外中门正上方，悬石质“皇史宬”匾额，汉满文合书，长138米，宽073米，这显然已不是明朝原物，而是清朝所题。殿内东西宽405米，南北进深905米，殿内面积360余平方米。殿的前后墙墙体均厚达68米，东西墙墙体各厚达34米。东西山墙上，各有一窗，高195米，宽185米。
皇史宬大殿内高809米，无梁无柱，为庑殿式拱形建筑。殿外屋顶盖以黄琉璃瓦，单檐垂脊，吻兽相向。整个建筑，其梁柱斗拱，窗棂榱桷，全为砖石所砌，未用一根木材，未使一点金属，是名副其实的“石室”。砖石之外表，用油彩绘饰，看起来豪华气派，金碧辉煌，宛如木结构之宫殿建筑。
殿内又筑有石台，台上排列着专门存放实录、圣训的特制档案柜。柜外用鎏金铜皮包裹，内为双层樟木柜匣。柜高134米，长138米，宽073米，上部01米处开盖用锁。东西各安铁环一个，用以搬抬。各柜四周和柜顶铸有形状各异的云龙花纹，整个柜重达160多公斤。谓之“金匮”。明朝时有金匮19个。清朝随着档案增多，金匮也不断增加，雍正之前，已有金匮31个；到同治时期，已增至141个，到清末，则达到了153个。现在这153个金匮仍基本完好无损地存放在皇史宬大殿中。