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。
