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大成殿是文廟的主體建築,殿基為磚,石混砌,台基高1.4米,東西長22.3米,南北寬14.25米.大殿通高13.7米,面闊5間,進深3間,重檐九脊歇山式建築.翼角飛翹,綠瓦朱甍,斗拱盤錯,雕樑畫棟.殿四周有24根大型石柱支擎,石柱高3.48米,徑約0.55米.前檐下8根石柱以及後檐端柱為高浮雕二龍戲珠,上綴浮雲,下著波濤,造型生動,雕琢精工.其它石柱為淺浮雕纏枝花卉,構圖繁縟,技藝精湛.後廊中間兩根石柱上分別刻有"大清康熙四十一年七月二十一日","宣議郎知巨野縣事宛平章弘重建:銘文.殿內有朱紅明柱八根,直徑0.5米,下墊鼓形石礎,上擎殿架,梁疊檁穿,勾心鬥角,顯示出高超的建築藝術.此大成殿仿曲阜孔廟大成殿建設,是魯西南現存最完整縣具有較高藝術價值的古建築。
新中國成立後,文廟舊址為糧食部門占用,大成殿一度曾為糧倉.黨的十一屆三中全會後,國家對文物保護尤為重視.1982年,山東省文物局撥專款對瀕臨倒塌的大成殿進行了修繕.1995年,糧所搬遷,復建了大成門,大成殿內恢復了孔子及四配塑像,製作神龕,御匾,香案等附屬設施,殿前築建了月台.目前,文廟正逐步恢復原有建築.成為人們祭仰先哲,加強愛國主義教育的重要基礎地和展示巨野歷史文明的視窗。