Chùa tọa lạc trên một khu đất rộng, cao ráo, tách biệt hẳn với khu dân cư, bên bờ hữu của sông Hoàng Long. Theo thuyết phong thủy thì chùa Bà Ngô ở trên mình một con rồng. Phía trước là ao chùa (tượng trưng cho cái đầu rồng), phía sau chùa là dãy núi Hàm Rồng, núi Nghẽn (tượng trưng cho thân rồng).
Chùa quay hướng Đông Nam, kiến trúc theo kiểu chữ Đinh. Tòa Tiền đường gồm 3 gian nhà ngang, gian giữa dùng làm nơi tế lễ, Ban Đức Ông ở bên tả, Ban Thánh hiền ở bên hữu. Tiếp giáp với Tiền đường là 2 gian Thượng điện chạy dọc tạo thành hình chuôi vồ. Bài trí Thượng điện: Trên cùng là tượng Tam thế; hàng thứ 2 là Bộ tượng Di đà tam tôn; hàng thứ 3 là tượng Thích ca liên hoa; hàng thứ tư là tòa Cửu Long; phía trước tòa Cửu Long còn có tượng Nam Tào, Bắc Đẩu.
Bên tả chùa là nhà tổ, bên hữu chùa là điện thờ Tam tòa thánh Mẫu.
Trước sân chùa là bia đá hình trụ vuông, tạo dựng từ thời Tự Đức tam thập niên.
Chùa Bà Ngô gắn liền với một nhân vật lịch sử là bà Ngô phu nhân – mẹ của Ngô Nhật Khánh là người đứng đầu một trong mười hai sứ quân thời bấy giờ. Sau khi Đinh Bộ Lĩnh thu phục Ngô Nhật Khánh đã lấy bà làm vợ, gả con gái Phất Kim cho Nhật Khánh và cưới em gái Khánh cho con trai Đinh Liễn. Bà Ngô phu nhân là người đức hạnh, vua Đinh rất trân trọng bà, lập làm Hoàng hậu nhưng vẫn gọi bà là Ngô phu nhân. Ngô phu nhân sinh cho vua Đinh một vị Hoàng tử được ban ngôi Thái tử, chính là Thái tử Đinh Hạng Lang.
Sau những biến cố xấu của gia đình tràn đến, bà Ngô phu nhân ra khỏi Hoàng cung, lập một ngôi chùa ở ngoại thành Hoa Lư để tu hành, ngôi chùa đó có tên là Đàm Lư nhưng dân gian vẫn quen gọi là chùa Bà Ngô.
Tương truyền, Bà Ngô phu nhân là người tài sắc, rất thương dân, hiền hậu và sống rất thọ đến cả 100 tuổi. Có lẽ vì thế, Chùa Bà Ngô trở thành một trong những ngôi chùa cầu thọ nổi tiếng ở Ninh Bình từ xưa cho đến nay, hàng năm du khách và nhân dân địa phương vẫn đến cầu phúc, cầu bình an và sức khỏe cho mình cùng người thân. Đến đây, du khách không chỉ có khoảng thời gian bình yên cùng thưởng ngoạn kiến trúc xưa, không gian xưa trong khoảnh khắc hiện tại, mà còn tĩnh tâm hồi tưởng về những câu chuyện nhân nghĩa ở đời, câu chuyện tâm linh thờ tự linh thiêng của vùng đất lịch sử Cố đô Hoa Lư.
Phòng Nghiệp vụ Nghiên cứu
Ban Quản lý Quần thể danh thắng Tràng An