水神堂位于广灵县城东南壶泉镇壶山上，下有从北而来的壶流河河的水此相绕，于是敛尽一地精华，环山皆泉，万斛珠玑，东南还有万亩湿地，如玉佩镶嵌在水神堂的东南面。
水神堂建筑呈八面形，每边长十三、四米，中间主体建筑之外，门、廊、厅、室八面环筑。有人说整座水神堂就是仿造后天八卦图的样式，山门为离，后门为坎。坤、巽二宫设龙虎游廊，兑、乾、艮、震、四宫则都是由三间净室组成的厢房配室，整个结构紧凑，匠心独运。
水神堂的记忆是模糊的，它忘记了最初的建筑年代及建筑工匠，也许娉婷地在水一方，就是一种最好的记忆。传说它为明燕王扫北后所建，那大概是在1402年左右；其最早记载于明正德本《大同府志》：壶山，在广灵县城东南一里。平地一山，山下乱泉涌出。其水与壶流河水合流如壶，故名。上建“丰水神祠”。也就是说它已经有五六百年的历史。清代增建了文昌阁，改名水神堂。
寺庙坐北朝南，山门原有清代知县朱休度书“小方壶”竖匾。“方壶”是古代五座仙山之一。人们传说，渤海之东、万里之遥的海面上漂浮着的五座仙山，它们分别岱舆、员峤、方壶、瀛洲和蓬莱，那里是众神居住的场所，因此亭台楼阁重檐叠顶，仙雾笼罩仙音渺渺，是凡世俗子心之向往之地。仙山遥不可及，但水神祠却近在咫尺，其水光潋滟，岚气氤氲，在有着诗人气质的朱县令眼里自然就是人间的“小方壶”。
朱休度字介裴，号梓庐，别署小木子。浙江秀水人，为清词三大家之一朱彝尊四世侄孙，在广灵任职八年，后因病乞归。但县里的老百姓舍不得他走，又恳留不得，于是留下了一张朱县令“壶山垂钓”的画像并勒刻在石头上，让全县人民可以观之想之念之。朱县令回到家乡后教学写书，仍对“小方壶”相思绵长，写文章署名多用“范湖病渔、柳湾病渔、新愈病人、壶山旧史、壶山长”等。现庙门前仍有他撰写的一副对联：乃圣乃贤，坦白澄清如此水；作霖作雨，聪明正直谓之神。
山门两侧有钟鼓楼，入山门，沿中轴线上有九江圣母祠和观音庵，是水神堂的建筑主体。其东西有文昌阁，西有百工社，东南有灵应宝塔。钟鼓楼侧后，朝外各建一个八角形廊厅，廊厅内外中隔，表里分徊，并留通门，东廊深壁绘九龙，西廊壁绘五虎。
圣母堂供奉九江圣母，即龙母，专管江河湖泉、刮风下雨的水神。殿内东西两壁绘有龙王施雨图，东墙壁画称为“龙母出宫降雨图”，它描绘了百姓祈雨，龙母下凡布雨的场景，各路神仙脚踏祥云、手执法器，匆匆而去，阵仗很是庞大雄伟。西墙为“雨后回宫图”，描绘了雨后回宫时的情景，众人布雨完毕，神态安详。据说，这两幅壁画曾被用泥糊住才得以保存至今。
“百工社”里供奉着各行各业的始祖。正中供奉着老子，是火炉工匠的始祖；右边是公输班，也就是鲁班，是土木建筑工匠的祖师；左边是范蠡，右为文财神，作为商人的祖师供奉。东西两墙上彩绘着百工图，每幅画有四层，每层有五幅画，绘有酱醋铺、扇粮场、剃刀铺、瓷器铺、酒坊、水磨坊、豆腐坊等，有医者、石匠、油匠、麻绳匠、柳编、编苇席等工作的场面，生动地展示了清代民间手工业和百姓生活风貌，又被誉为清代的《清明上河图》。
灵应塔建于清代乾隆年间，为六角七级仿木结构实心砖塔。塔通高18.5米，整体造型灵秀俊逸，砖雕细腻精致，当地人称为“文笔塔”。文笔对“文昌”，因此清代县令朱休度在离开广灵前，集全县文人之资在此修了“文昌阁”。阁体为双层四角攒尖楼阁式全木结构，构架精巧，造型轻盈。他走了，但仍希望此地文运昌盛。据说，他还命人将灵应塔塔尖涂成朱红色，象征文昌星朱笔“点状元”。
原祠后大士阁下，有一泉眼后因故填埋。向东转为壶泉湖，其曾有精舍，环以林木，舍门旧联曰：壶中日月何长，且自把金樽，看碧沼芙蓉秋水；画里楼台不改，问谁吹铁笛，怨紫塞杨柳春风。
“壶泉水流”曾是广灵八景之一。旧时每年农历六月十八日，水神堂都要举办庙会，献戏报赛，祈祝风调雨顺，人寿年丰。解放前，寺内祭祀香火旺盛以鲁班为最，每逢农历二月十五和五月初七，广灵县工匠都要聚集水神堂祭祀鲁班。