割拝殿から続く通路の先にあるのが「本殿」です。桃山時代の特色が随所に詰まった社殿で、徳川家康の命により1605年に建てられました。中門と透塀に囲まれた五間社流造で向拝三間の大規模な本殿は、大変貴重な桃山建築の一例で、1985年5月より国の重要文化財に指定されています。
正面にはご祈祷される方専用の椅子が設けられているため、一般の参拝だと少し遠くからしか参拝ができませんが、この位置からでも厳かで優美な雰囲気はしっかりと味わうことができます。
本殿は左右に長い造りとなっていますので、社殿の造形をより深く楽しみたい方は、横側や後方から見学するのがおすすめです。
1990年より4年がかりで着手された修理によって、約390年ぶりに極彩色が復元されたため、現在は割拝殿と同じように色鮮やかな景色を楽しむことができます。
柱には龍の彫刻や蟇股の金鶏と銀鶏、五間全体にわたって柳と梅の絵や麒麟の絵など極彩色の彫刻や絵が本殿に施されています。
本殿は通常公開されていませんが、本殿の囲いの横側から少しだけのぞけます。

御祭神・ご利益

御祭神は主祭神に神功皇后（じんぐうこうごう）、相殿神として、応神天皇（おうじんてんのう）、仲哀天皇（ちゅうあいてんのう）、仁徳天皇（にんとくてんのう）、高良大明神（こうらだいみょうじん）、宇倍大明神（うべだいみょうじん）、瀧祭神（たきまつりのかみ）、河上大明神（かわかみだいみょうじん）、菟道稚郎子尊（うじのわきいらつこのみこと）、白菊大明神（しらぎくだいみょうじん）を祀っています。
神功皇后は香椎宮からの勧請ともいわれています。神功皇后は夫である仲哀天皇が亡くなってから身重の体で三韓征伐を成功させ、帰国後に応神天皇を出産、応神天皇が即位するまで日本で初めての摂政をつとめました。このような逸話から安産・子育てのご利益が有名です。