乌鲁木齐文庙是一组砖木结构清代宇式建筑，建有前后大殿及东西两侧两组配殿，并有对称的两座钟鼓楼，前方正大殿飞檐斗拱，青砖筒瓦、雕梁画栋，钩心斗角，整体建筑，雄浑庄重，古色古香，雅致清幽。
765－1767年清政府扩建乌鲁木齐城时，在后来的文化路（旧称文庙巷）建造了文庙，此文庙后来已无任何遗迹可寻。1884年新疆建省后，为纪念收复新疆的阵亡将士，遂在后前进路建造了昭忠祠。清朝灭亡后后改称忠烈祠。后来，原文庙内的木质孔子牌位被移到这里，忠烈祠变成了后来的文庙。这时的文庙，既祭祀孔子，也祭祀道教中掌管人世功名利禄的尊神“文昌帝君”。
整个文庙占地2800平方米，呈中国传统古建筑风格，面阔三间，进深二间，有山门、前殿、大殿、两祖东、西厢房及钟楼、鼓楼。
文庙开辟有孔子大成殿复原陈列，集全国文庙三特点，将孔子、四像、十二哲融为一室，大型雕像、高浮雕立像，个个栩栩如生，令人肃然起敬，《万世师表》、《生民未有》等匾额悬挂在孔子佛龛之上。孔子座像前摆放着各种祭器，供游人参拜。