Chùa Vĩnh Tràng xưa vốn là chỉ là cái am nhỏ, mái lá vách đất, do tri huyện Bùi Công Đạt phát nguyện xây cất vào đầu thế kỷ 19 để di dưỡng tinh thần sau khi về hưu. Khi ông mãn phần, hòa thượng Huệ Đăng vận động tín đồ xây dựng thành ngôi đại tự, theo lối kiến trúc của chùa Giác Lâm ở Gia Định, nhưng to lớn hơn với 178 cây cột, 2 sân thiên tỉnh, 5 lớp nhà và hoàn thành vào năm 1849 với tên Vĩnh Trường, xuất phát từ hai câu đối: “Vĩnh cửu đối sơn hà / Trường tồn tề thiên địa”. Người dân vùng lân cận đến nay vẫn quen gọi là chùa Vĩnh Tràng. Năm 1907, Hòa thượng Trà Chánh Hậu cho sửa chữa phần chánh điện, pha trộn cả nét kiến trúc Á - Âu. Năm 1930, Hòa thượng Minh Đằng cho trùng tu toàn diện để chùa có diện mạo như ngày hôm nay.
Chùa được xây dựng theo dạng chữ “Quốc” của Hán tự, như các chùa Hoa nhưng chùa Vĩnh Tràng có những hoa văn theo kiểu thời Phục Hưng, vòm cửa theo kiểu La Mã, bông sắt theo phong cách Pháp, nền lót gạch men Nhật Bản. Riêng chữ Hán được viết theo kiểu chữ triện cổ kính, còn chữ quốc ngữ viết theo lối chữ Gô-tích. Nhìn tổng quan bên ngoài, kiến trúc chùa là sự giao thoa giữa Á và Âu một cách lạ mắt nhưng hài hòa. Tuy nhiên, kiến trúc bên trong chùa vẫn mang đậm lối kiến trúc điêu khắc truyền thống Việt Nam.
Ngôi chùa gồm có bốn hạng mục nối tiếp nhau (tiền đường, chánh điện, nhà tổ, nhà hậu), có diện tích 14.000m², dài 70m, rộng 20m, xây bằng xi măng và gỗ quý, nền đúc cao 1m, xung quanh xây tường vững chắc. Riêng mặt trước của tiền đường thì được xây dựng theo lối kiến trúc hài hòa Âu – Á với những hàng cột thanh mảnh, vòm cong và hoa văn nhiều màu sắc. Đi vào bên trong ta sẽ thấy một màu vàng óng ánh được thếp trên các hình chạm, trên các tượng phật. Đáng chú ý hơn cả là những đôi long trụ trong ngôi chính điện, đó là những cây cột tròn to, bằng gỗ quý kiến trúc theo kiểu "thượng thu hạ cách".
Phía trong ngôi chính điện và nhà tổ làm theo kiểu Trung Quốc nhưng vẫn giữ được nét kiến trúc Việt Nam, nối hai ngôi này là một khoảng nhỏ có hòn non bộ ở giữa. Đứng trên hòn non bộ nhìn về mặt sau ngôi chánh điện, hai bên nhà cầu, mặt trước nhà tổ, ta sẽ thấy lối kiến trúc Rôma với những hàng đá hoa màu sắc sặc sỡ kiểu Pháp được trang trí trên thành nóc, trên những cột xây bằng xi măng kiểu cách.
Chùa còn bảo tồn 60 tượng quý, được tạo tác bằng đồng, gỗ, đất nung; và tất cả đều được thếp vàng rực rỡ; trong đó có giá trị nghệ thuật nhất là bộ tượng mười tám vị La hán nằm ở hai bên tường chánh điện được tạc từ gỗ mít vào đầu thế kỷ 20, mỗi tượng cao khoảng 0,8m, bề ngang gối là 0,58m. Bộ tượng này do tài công (thợ) Nguyên cùng học trò chạm khắc mang nét riêng của khu vực, là đỉnh cao của nghệ thuật tạc tượng tròn của khu vực đồng bằng sông Cửu Long. Mỗi vị La Hán cưỡi trên lưng một con mãnh thú, tay cầm bửu bối, tượng trưng cho các giác quan mà giáo lý nhà phật gọi là “lục căn” (mắt, tai, miệng, mũi, thân và ý, ở ba thời quá khứ, hiện tại và vị lai).
Chùa có 3 tượng đồng (Di Đà, cao 98cm, Quan Âm và Thế Chí cao 93cm) được tạo tác giữa thế kỷ 19; bảy bộ bao lam tuyệt đẹp thếp vàng chạm hình Bát tiên, thần Mặt trời và thần Mặt trăng, do các nghệ nhân địa phương chạm trổ công phu vào khoảng 1907-1908. Ngoài ra, còn có chiếc đại hồng chung mang tên Pháp Bảo Chuông cao 1,2m, nặng khoảng 150kg được đúc giữa tháng 5 năm 1854 trên thân có khắc chữ "Vĩnh Trường Tự". Rất tiếc là chuông không còn sử dụng được vì nằm lâu dưới nước trong thời gian bị thất lạc.
Trong chùa hiện nay còn hơn 20 bức tranh sơn thủy rất giá trị. Tuy ảnh hưởng tranh vẽ Trung Quốc nhưng những bức vẽ này mang đậm nét dân gian Việt Nam, in hình "mai, lan, cúc, trúc", hình phong cảnh Việt Nam rất nên thơ. Đó là công trình của Long Giang cư sĩ phác họa năm 1904. Những bức hoành, câu đối trong chùa được điêu khắc chữ nổi thếp vàng như những chữ "Hoàng kim bửu điện" được khắc từ 1851 đến nay vẫn còn khá đẹp.
Không giống bất kỳ tam quan một ngôi chùa nào khác, hai cổng chùa Vĩnh Tràng được xây dựng theo lối cổ lầu và được ốp bằng nhiều mảnh sành, sứ với những màu sắc óng ánh theo chủ đề “long, lân, quy, phụng”, “ngư, tiều, canh, mục”, chim hoa và các điển tích phật giáo, cho thấy tay nghề điêu luyện của những người thợ tài hoa. Chùa có kết cấu năm mái nhô cao, tượng trưng cho ngũ hành (kim, mộc, thủy, hỏa, thổ) theo quan niệm của phương đông.
Xung quanh chùa là những vườn cây cảnh trồng nhiều loại hoa thơm cỏ lạ, những hồ nước thơm ngát hương sen và những cây cổ thụ che trùm bóng mát, tạo nên sự hài hòa tuyệt vời giữa khung cảnh thiên nhiên với không gian kiến trúc, khiến chùa thêm cổ kính, thâm nghiêm. Nổi bật giữa hoa viên là pho tượng phật Di Đà cao 24m (bệ 6m, tượng 18m). Tượng màu trắng, diễn tả Phật đang đứng trông nom chúng sinh các cõi. Tượng Phật được nhiều người địa phương cho là biểu tượng của ngôi chùa hiện nay.
Theo các chuyên gia văn hóa thì vẻ đẹp của chùa tập trung ở nghệ thuật tạo hình và có thể xem chùa Vĩnh Tràng là sự phản ánh lịch sử mỹ thuật của đất Tiền Giang. Hàng ngày, ngoài thiện nam tín nữ phật tử đến chiêm bái, còn có nhiều khách du lịch đến tham quan chùa Vĩnh Tràng; đông đảo nhất là vào các ngày rằm, mồng một, và các ngày lễ của đạo và ngoài đời.