现在的白马寺占地四万平方米，百余间殿堂成比较典型的汉地佛寺纵轴式布局，主要建筑位于南北中线上。走进山门，两侧各有一座石碑，东侧洛京白马寺祖庭记碑，由元代高僧文才撰文，书法亦潇洒工丽。再前行，过歇山式天王殿，就到了全寺的主殿大佛殿，殿内释迦牟尼端坐莲台，右手拈花，迦叶、阿难二弟子旁立，文殊、普贤二菩萨列坐，二天女后侍。香案上五供齐备，左右钟鼓高悬，幔帐垂挂，蒲团排列，庄重肃穆。这场景构成即中国佛教禅宗常说的“拈花微笑”。
大佛殿东南角有一口明代铸铁钟，重二千五百公斤，上有铭文“钟声响彻梵王宫、下通地府震幽灵。……”“白马钟声”为洛阳八景之一，据说每当月白风清之夜、晨曦初露之时，和尚上殿念经，击罄撞钟伴诵，白马寺钟声悠扬数十里，城内东大街钟楼上的大钟也自能与之共鸣，反之，城内钟楼击钟，白马寺钟也自能共鸣。
大佛殿之后是供养着三世佛的大雄宝殿，两厢分列十八罗汉。这些罗汉像呈坐势，姿态不一，神情各异，系元代用夹苎干漆造像工艺塑成，十分珍贵。所谓夹苎干漆造像之法，大致是先用漆、麻、丝、绸在泥胎上层层裹裱，然后揭出泥胎，制成塑像，夹苎干漆造像，历史悠久，盛于隋唐，宋后则渐渐失传，存世造像极为罕见。大殿后是接引殿，再往后就是白马寺内最后的佛殿毗卢阁。
毗卢阁初建于唐朝，在清凉台上，清凉台由青砖砌成，高近七米，长约九米，宽约三米。毗卢阁内供释迦牟尼的清净法身毗卢佛，旁立文殊、普贤菩萨。阁后壁镶有石碑，上刻四十二章经。该经简明介绍佛教基本思想，一般认为是最早的汉译佛经，由摄摩腾、竺法兰翻译。毗卢阁重檐歇山，飞翼挑角；阁东西配殿奉有摩腾、法兰像。唐诗人王昌龄曾咏白马寺：“明月见古寺，林外登高楼。南风开长廊，夏日凉如秋。”其实早在北魏时，白马寺园林已盛名一时。白马寺植有许多沙果、葡萄、石榴等，果实“甘殊味美，冠于京中”，当时皇帝也派人来采摘。但这些情景已然不再了，今天最吸引人处即是清凉台。台上毗卢阁与周围建筑，自成格局，构成一小型庭院，院中一泓池水，莲花朵朵，数株古柏，蓊蓊郁郁，清爽宜人；从台下望去，整座庭院若在空中，清初释如秀曾撰联道：“台洒法雨柏翻风果有清凉气象，阁显山光吞月混是毗卢法身。”