伏波廟是為紀念東漢伏波將軍馬援所建。馬援遠征交趾後,於漢光武帝建武十九年(公元43年)安撫珠崖並設郡縣,推動了海南島的早期開發。海南許多地方都有伏波廟。隨著時間的推移馬援被漁民奉為海神,北山伏波廟當屬此類。
北山伏波廟由前後兩座單體建築組成,中間有一直廊相連。兩邊有天開,共占地195平方米。首進硬山頂,三開間共11·9米,進深5·3米,直廊寬4·3米。長4·5米,卷棚頂。後進為正殿,三開間,共11·9米,進深二開間共6·8米。整個廟屬招梁式結構,較為古樸。
正殿供奉後人製作的神像。首殿兩側後檐牆,牆壁鑲有8塊石碑。
北山伏波廟是文昌市現存年代較早的古代建築之一。