Chùa Diệu Đế là phủ và cũng nơi sinh của vua Thiệu Trị. Khi lên ngôi, nhà vua phong nơi này là Quốc tự. Vì thế, ngôi chùa được chọn tổ chức nhiều hoạt động Phật giáo quan trọng của xứ Huế. Chính điện của ngôi chùa là Đại hùng bảo điện, rộng 350 m2, được xây dựng lại năm 1953.
Điểm đặc biệt của chính điện là bức tranh "Long vân khế hội" vẽ 5 con rồng ẩn hiện trong mây trên trần nhà. Bên cạnh đó còn có 4 con rồng trên 4 trụ giữa chính điện.
