文庙始建于明洪武四年,据明代万历《咸阳县新志》载:“明洪武四年(1371)县丞孔文郁主持修建。”,经过明天顺三年、万历四十三年、清康熙二十年、嘉庆二十年、同治五年、光绪十四年多次重修,现存古建筑12栋,占地12.78亩。1962年辟为咸阳博物馆。2003年公布为陕西省重点文物保护单位。
据《咸阳县志》记载:文庙宫墙七十丈,占地3364平方米。墙内房屋布局由南向北,依次为大成门,有左右两门,左为金声门,右为玉振门;棂星门,有左右两坊,左坊书“德配天地”,右坊书“道贯古今”;戟门,门前有伴池,东厢为名宦祠,西厢为乡贤祠;戟门北有东西两庑,庑北为大成殿。宫墙以外南有大成坊;东有文昌阁、崇圣祠;北有明伦堂、尊经阁;西有教谕署、训导署。
其中,戟门于1943年被咸阳县长刘法钰拆除,同时将拆掉的县城隍庙牌坊移建于此。城隍庙牌坊即现在咸阳博物馆大门,为全木斗拱式结构,木雕精细,结构严谨,四根红漆木柱支撑琉璃瓦覆盖的大屋顶,造型庄重深厚。
一殿、三殿、小牌楼、偏院正殿为明洪武四年(1371)原咸阳周四王庙建筑,1963年迁建于此址。
现存大部分为明代建筑,座北面南,平面为曲尺形,共有四进院落,总面积为8531平方米, 建筑面积达2212平方米。现存古建筑有牌楼、一殿(原戟门处)、东西两庑、大成殿(二殿)、三殿(原明伦堂处)、小牌楼、偏院正殿。门前有清代石狮1对,院内有明代石狮1对,清代与文庙相关的石碑2块。建筑群结构严谨,十分壮观。
现中轴线自南而北依次有木牌楼、前殿、中殿、后殿,两侧有东西两庑。
一、前殿,面阔五间,进深三间,歇山顶,有脊饰,檐下施三踩斗拱。现为秦咸阳历史文物陈列厅;
二、中殿,即大成殿,面阔五间,进深三间,歇山顶,有柱头科、角科、平身科斗拱。现为精品文物展厅;
三、后殿,面阔五间,进深三间,硬山顶,前、后檐均施三踩斗拱。现为宗教文物陈列厅;
四、东西两庑现为临时陈列厅和第五六展室。