万寿寺坐北朝南，南临长河，东邻"延庆寺"，是东西长河沿岸最著名的古刹之一。万寿寺整体结构保存较完整，占地48亩，东西排列分为中、东、西3路。
主要建筑以中路为主体，自山门以内共七进院落，呈轴线对称分布，中路建筑向北依次为天王殿、大雄宝殿即大延寿殿、万寿阁、大禅堂、假山上的观音、文殊、普贤三大士殿，山下有地藏洞、御碑亭、无量寿佛殿、万佛楼等。西路为行宫，东路为方丈院。
万寿寺山门为歇山式建筑，面宽3间，砖雕八字墙分列两旁，山门殿两侧各有石窗一扇，山门上方有清顺治御赐的石匾，券顶绘有青天流云百蝠图，百只形态各异的红色蝙蝠飞翔于青天流云之间。红蝙蝠谐音为"洪福"，整幅图案寓意为"洪福齐天"，以此祝愿入寺祈愿之人。
山门两侧的卡子墙、撇山影壁的砖雕，构图精细，为不可多得之艺术精品。
进得山门，便是天王殿。天王殿前两侧各有古槐树一棵，直径1米有余。
天王殿前左钟楼、右鼓楼，为歇山顶重楼式。素有"钟王"之称的永乐大钟曾悬挂于此。再前有幡杆一对，汉白玉石座。
天王殿为歇山式建筑，建于明万历年间，清代重修，面宽3间，殿内原供有弥勒佛以及护法神塑像各一尊，两侧为四大天王塑像。
大雄宝殿又名大延寿殿，面宽5间，庑殿顶，明间后檐有抱厦，九踩斗拱承托。殿内原有清雍正帝御题"慧日长辉"额，后已无存。尚存乾隆皇帝之御书柱联曰：戒慧光中，烟去皆般若；
清凉界外，花石尽真如。
殿内供奉有三世佛，两侧十八罗汉、倒座观音泥塑像。与众不同的是，殿内在三世佛前面又加一尊毗卢佛，又叫心愿佛。毗卢佛是三身佛中的报身佛像，佛的莲座是千叶莲花，每一尊莲瓣上有一尊小佛，那是应身释迦佛。
传说，这尊佛像是皇帝亲自从佛教发源地印度请回来的。通常情况下，人们向佛祖许愿之后，如果心愿达成，就应该去许愿的寺院还愿的，可是这位被称为"心愿佛"的佛祖则是不需要还愿，因为向他许的愿望是一定会实现的。
自从这位佛祖被请回来，就一直供奉在万寿寺，而且只允许皇帝一人向他跪拜、许愿，全国也只在万寿寺供奉着这唯一一尊"心愿佛"。
三世佛背后，有一尊慈眉善目的观世音菩萨塑像，由于面北而坐，所以称为"倒坐观音"。关于这座观音像，还有一段传说中的宫廷秘史：当年慈禧太后上颐和园，以万寿寺为行宫，在此休息。大太监李莲英为了讨好慈禧太后，设计了这座观音像，放在三世佛后面，预示着慈禧垂帘听政。李莲英借此塑像把慈禧比成大慈大悲、救苦救难的观世音菩萨；而倒坐观音又取意"观音到了"。