軒轅廟人文初祖大殿是祭祀軒轅黃帝的正殿，也是整個廟院的主體建筑，座落在廟院最北邊。它重建于明朝，后代屢有修繕之舉。1959年曾做過一次較大規(guī)模的重修，近年來也部分整修過。人文初祖大殿占地282平方米，面闊七間，進深三間。大殿屋頂為歇山頂，雕透花脊，屋面由灰布板與筒瓦相扣覆蓋，檐部施勾頭滴水，前檐及其他三面均有斗拱。前檐當間建有六扇隔扇門，次間、稍間則各有四扇隔扇門。檐下的欄額、平板枋為和璽彩繪、斗拱彩繪，兩側與兩側背面、內梁等處的彩繪，均精致華麗，絢爛無比。
正殿門楣上懸掛有原-愛國將領程潛于1938年祭陵時所題“人文初祖”大匾，字體鐵畫銀勾，剛中藏秀，時間為中華民國二十七年夏立。大殿正中木質壁龕內供放著一尊巨大的石刻軒轅黃帝浮雕像。這尊中華民族人文初祖的浮雕像，是以東漢武梁祠的畫像石拓片為藍本，經國家文物局批準，放大刻制而成。黃帝浮雕像為全身像。石料采用陜西富平墨玉，高3.6米，寬3.3米，重11噸，浮雕軒轅黃帝沉穩(wěn)站立，步履向東又回首望西，抬臂揚手，冠帶簡樸，著裝
無華。神龕四周的圖案為：上朱雀、下玄武、左青龍、右白虎。神龕與軒轅黃帝浮雕像都是香港同胞湛兆霖、程萬琦二先生于1987年清明節(jié)專程前來祭陵時，捐款8萬人民幣制作的。殿內兩壁原有壁畫，繪軒轅黃帝一生的功德，供奉黃帝坐像，兩側有風后、力牧等大臣侍立，文革后曾立黃帝牌位。現大殿神龕周圍放置有花籃。神龕前供桌上有祭器、祭品等。殿外左右及背后有磚砌花墻。大殿前月臺寬21.1米，進深10.84米，置有香爐、香案。月臺前有臺階通道三處，中間臺階正中即“二龍戲珠”浮雕。正殿前柱子上，書有一幅楹聯：“祖功澤百世，宗德潤千秋”。