Về kiến trúc, chùa Thánh Chúa được xây theo hình chữ Đinh, mang phong cách nghệ thuật kiến trúc của thời Nguyễn.

Hiện nay, chùa còn là nơi lưu giữ lại được một hệ thống tượng phong phú, với 77 pho tượng bằng gỗ và đất nung, trong đó có những tượng mang phong cách thế kỷ 17. Tương truyền, chùa Thánh Chúa là một trong số 100 chùa chiền được Ỷ Lan thái phi tu sửa, nơi đây nguyên phi và các vị vua nhà Lý thường lui tới để nghiên cứu Phật pháp.

Không chỉ là điểm đến của Phật tử và du khách, với vị trí nằm trong lòng trường Đại học Sư phạm Hà Nội, chùa Thánh Chúa là điểm đến yêu thích của các sinh viên sau những giờ học căng thẳng.

Với người dân phường Dịch Vọng, chùa Thánh Chúa còn là nơi lưu giữ lại hình ảnh và không khí yên bình của một làng quê trong lòng phố. Qua những biến động của thời gian, thăng trầm của lịch sử, dáng vẻ trầm mặc, cổ kính và linh thiêng tại ngôi cổ tự này giúp nhiều người tìm thấy được sự bình yên, sống chậm lại giữa sự hối hả của nhịp phố.