Nằm trên một khu đất cao, rộng, nhìn ra đê sông Hồng, với diện tích 129.824.0m2, đền gồm các hạng mục: Cổng đền, nhà khách, nghi môn ngoại, nghi môn nội, gác trống, gác chuông, nhà tả - hữu mạc, đền thờ Hai Bà Trưng, đền thờ thân phụ - thân mẫu Hai Bà, đền thờ thân phụ, thân mẫu ông Thi Sách, đền thờ các nữ tướng triều Hai Bà Trưng, đền thờ các nam tướng triều Hai Bà Trưng, nhà bia lưu niệm Hộp thư bí mật của đồng chí Trường Chinh, hồ bán nguyệt, hồ mắt voi, suối vòi voi, hồ tắm voi, thành cổ Mê Linh...

Đền được xây dựng theo hình chữ “tam”, gồm: Tiền tế, Trung tế, Hậu cung, xung quanh là tường gạch; hai bên là Tả mạc và Hữu mạc.[4]