1976年山西省文物工作委员会和大同市博物馆清理发掘。陵墓建造在方山南部山顶玄武岩上,地表为高大的封土,上部半圆形,下部为方形基底,南北长117米、东西宽124米、通高22.87米。墓室置于封土堆的中心,坐北朝南,为砖砌多室墓,由墓道、前室、甬道和后室四部分组成,南北总长17.6米,前室平面呈梯形,拱形顶,以甬道与后室相连。甬道前后各有一道大型石券门,制作工整细致,由拱尖门楣、门柱、门槛、虎头门墩、石门五部分组成。门无轴,不开合,是嵌入门楣内的。门框浮雕下有莲瓣形券面,两侧龛柱各浮雕一个手捧莲蕾、面露微笑的赤足童子。童子下方又各雕一只口衔宝珠的七尾孔雀。后室平面近方形,高大宽敞,四壁微向外凸,向上内收成四角攒尖顶。顶中心嵌有雕刻莲花图案的白砂石。
墓室南北长6.4米、东西宽6.83米、高7.3米。墓室用砖多达20余万块,砖色青灰,根据用途有几种不同规格,其中绝大多数为条砖,长41厘米、宽2l厘米、厚7.7厘米,重25市斤。铺地大方砖为50.6厘米见方,厚7.2厘米,重69市斤。砖坯含砂砾很少,棱角整齐,规格一致,背面有细绳纹,叩之作金石声。
永固陵前后三次被盗,墓室构件遭到一些破坏,墓内随葬的陶瓷、石俑、石兽全部被毁。
永固陵规模十分宏大,其附属建筑还有永固堂、斋堂、石阙、月寺、方山石窟、灵泉殿、灵泉池及御路等。