Dinh Cô có diện tích trên 1.000 m2. Cổng Tam quan nằm dưới chân mũi Thùy Vân, hai bên có đặt tượng rồng và cọp. Phía trên mái có gắn "Lưỡng long chầu nguyệt" và "song phụng chầu". Lối lên các điện thờ là 37 bậc tam cấp.

Trong chính điện bài trí 7 bàn thờ. Ngay trung tâm là bàn thờ Bà Cô (Lê Thị Hồng). Nổi bật với bức tượng Bà Cô cao hơn 0,5 m, mặc áo choàng đỏ, viền kim tuyến, đội mão gắn ngọc. Phía sau cạnh bàn thờ Bà Cô là bàn thờ Diêu Trì Phật Mẫu, Chúa Cậu (Nhị vị Công tử, tức là Cậu Tài, Cậu Quý), Ngũ Hành Nương Nương, Tứ Pháp Nương Nương (Pháp Vân, Pháp Vũ, Pháp Lôi, Pháp Điện), Ông Địa, Thần Tài.

Ngoài chính điện, ngư dân còn lập bàn thờ Cửu Thiên Huyền Nữ, Chúa Ngọc Nương Nương, Chúa Tiên Nương Nương, Chư vị, Bà Mẹ Sanh, Tiền hiền, Hậu hiền,...và các miếu thờ: Hỏa Tinh Thánh Mẫu, Quan Thánh Đế Quân, Quan Thế Âm Bồ Tát,...

Hằng năm, vào ngày 10, 11 và 12 tháng 2 âm lịch, người dân Long Hải mở lễ hội Nghinh Cô (còn gọi là vía Cô) long trọng theo nghi thức cổ truyền, để cầu cho quốc thái dân an, mưa thuận gió hòa,...Đây là một trong những lễ hội lớn ở Nam Bộ [4] thu hút rất nhiều người đến tham quan và chiêm bái. Liên quan đến Dinh Cô là Mộ Cô, nằm trên đồi Cô Sơn bên bờ biển, cách Dinh Cô chừng 1 km. Mộ Cô cũng là một nơi khang trang đẹp đẽ.