Đền vua Lê Đại Hành còn giữ nguyên được lối kiến trúc và điêu khắc ở thời kỳ Hậu Lê. Đền vua Lê Đại Hành có ba toà: Bái Đường, Thiêu Hương, Chính Cung. Đền thấp hơn đền vua Đinh, lại có nhiều bức đại tự sơn son thếp vàng, nên tạo cảm giác tráng lệ, mang tính chất huyền ảo hơn. Bái Đường đền Lê Đại Hành có nhiều mảng chạm khắc gỗ rất điêu luyện và tinh xảo. Qua Bái Đường là đến Thiêu Hương thờ tứ trụ triều Tiền - Lê.

Nối với Thiêu Hương là Chính Cung, gian giữa của Chính Cung, trên bệ đá đặt tượng vua Lê Đại Hành. Gian bên trái tượng vua Lê Đại Hành là tượng Hoàng hậu Dương Vân Nga, quay mặt về phía đền Đinh. Gian bên phải tượng Lê Đại Hành, đặt trên bệ đá tượng Lê Long Đĩnh (Lê Ngoạ Triều) là con thứ năm của vua Lê Đại Hành và là đời vua thứ ba của nhà Tiền Lê. Điều đặc biệt của đền Lê Đại Hành là nghệ thuật chạm khắc gỗ ở thế kỷ thứ XVII đã đạt đến trình độ điêu luyện và tinh xảo.