第三進是大雄寶殿，迎門的一副楹聯，是新加坡吳偉業居士所獻，由中國佛教協會副會長、四川成都比丘尼道場鐵像寺和愛道堂的住持隆蓮法師所撰書：
沉淪人盡渡載三千佛子一葉舟中;
香水海無邊禮百億法王千花臺上。
大殿正中須彌座上端坐報身佛盧舍那佛，文殊、普賢，大梵天、帝釋天分列兩旁。頂上精工雕刻的藻井，整個大雄寶殿頂上，有348尊貼金小佛像圍繞盧舍那佛，按佛教《梵網經》經義，象徵這所莊嚴的比丘尼道場，嚴持比丘尼348戒。佛前供桌和桌上五供具都按明代式樣配置。大殿兩側是裝金十八歲漢。大殿南端東鍾西鼓，晨鐘暮鼓修持誦經。
進入大殿後的寬敞天井，空地上有一座三層銅製寶鼎和一對石燈臺。廣場周圍建築都是兩層樓閣，東西兩廂的樓上東邊是專供海外女賓來寺院時的四套客房，按春夏秋冬季節特點佈置有明式床寢傢俱，但配有現代化的衛生裝置。西樓上是沉香閣常住比丘尼們的寮房。樓下東廡是客堂，千手觀音殿和伽藍殿，伽藍殿內供有一尊明代木雕伽藍神關羽像。西廡是祖堂，祖堂內供著沉香閣(慈雲禪院)歷代祖師蓮位，和1943年起即卓錫於此、並一生弘揚《華嚴經》的“華嚴座主”應慈法師的蓮位。
天井正面的建築，可以說是全國獨特的。從庭院向上看，正中四根立柱架起一重飛簷，簷上一個懸空亭閣，東南西全部落地窗。這就是全國聞名的沉香閣的閣，趙樸初居士為之題額為“南海飛渡沉香大士寶閣”。登兩側的樓梯而上，立即可聞到芳香馥郁，到此方是真正的沉香閣。雖然名稱為閣，實際上，閣只是凸出向外的十乎方的小閣，放幾把明式單背的椅子和高腳花幾而已。
佛教中認為，四大天王，能護佛護法護國土護眾生，佛教信徒從四天王手中所持的法寶(寶劍挾“風”、琵琶“調”音、寶幢喻“雨”、龍蛇喻“順”人之心意)，能保佑五穀豐登、六畜興旺、年年“風調雨順”。
天王殿的正中，面南而塑的是彌勒菩薩，彌勒菩薩在佛教中是受佛授記，繼佛之後在世間教化眾生的未來之佛，故又稱為彌勒佛。沉香閣內，塑的是彌勒尚在兜率天內院時，現菩薩法相的天冠彌勒像。現在大多數寺院都塑笑口常開的布袋和尚像。相傳在五代時，浙江奉化有一個名叫契此的僧人，常常蓬頭垢面，手裡拿一個布口袋，乞討於街上，人們都叫他“布袋和尚”。某年農曆三月九年級日，端坐圓寂之前，說了一首偈子：“彌勒真彌勒，化身千百億。時時示世人，世人常不識。”佛教徒認為他就是彌佛的化身，而且他慈眉善目，使人見了都能生歡喜心，所以一般的佛教寺院中都將他塑為布袋和尚相。
彌勒的背後是韋馱天將像，佛教中說他常常手執降魔杵，巡遊東、西、南三洲，面對佛尊，守護佛法，稱為“三洲感應”。是寺院的守護神，老百姓又稱他為韋馱菩薩。常見的韋馱像為立像，一種是雙手合十，降魔杵橫擱於兩臂彎中，另一種是雙手扶杵柱地，或左手扶杵柱、右手叉腰，面對大雄寶殿，注視出入之人。個別寺院也有將韋馱塑為坐像的，如江蘇如皋定慧寺內，就塑坐、立各一尊韋馱像。
1985年，明?法師為紀念應慈法師圓寂二十週年題詞一首：
佛學耆宿仰應公，德重道高四眾崇。
一片丹心愛祖國，大悲寵願護禪宗。
經談般若真空理，教演華嚴玄妙功。
二十年前撇手去，今朝又顯六神通。
“革命”中，沉香閣被工廠佔用。為了落實宗教政策，市政府花大力氣協調各方面關係，搬遷工廠，將沉香閣移交給佛教團體管理使用。現沉香閣內還建有“應慈法師紀念堂”，每天都有許多國內外信徒、遊人前來瞻禮、參觀。
1989年落實宗教政策，開始邊修復邊開放。經上海市佛教協會與市文管部門研究，決定按照明清古建築格局修復沉香閣。經過五年整修，沉香閣又重現了明清時期的舊貌。四柱三間三牌樓的山門，基本儲存了原有的石柱和部分構件;天王殿正中奉天冠彌勒、韋馱、四大金剛;大雄寶殿中奉盧舍那佛、文殊、普賢、梵王、帝釋，兩旁為十八羅漢坐像，扇牆後為海島觀音;後殿為全寺主體建築“沉香閣”——觀音樓。前後三進，兩邊耳房為配殿、僧寮，結構完整，佈局緊湊。
現在的沉香閣，中軸線上，第一個建築是修復的明代石牌樓，飛簷斗拱，氣宇軒昂，著名書法家沙孟海先生題寫的匾額“沉香閣”懸掛在上面。
第二進是天王殿，天冠彌勒、韋馱和四大天王像全部新塑裝金。天王殿裡，一般都塑有四大天王，故稱為天王殿。明清以後的四天王像，基本成為定式，即東方持國天王，白麵，手執琵琶;南方增長天王，黑麵，手執寶劍;西方廣目天王，紅面，手執一條龍或蛇;北方多聞天王，綠面，手執一柄大寶幢(雨傘)。
閣的後面的就是一個觀音殿，上面張掛著繡有“南海寶筏飛渡沉香大士”的歡門和四條風幡。正面一個大佛龕，龕前一張明式楠木大供桌，明黃色瓷五供具，恰到好處地陳列在供桌上，二尺高的縷空香爐內，飄出縷縷檀香味。佛龕兩側有銅製伽藍神和兩童子像。佛完內供的就是沉香觀音。這尊沉香觀音，又名如意觀音。觀音呈坐像，原高三尺，是用特別名貴的沉香木雕就，故而得名。屈右足於坐上，右肘倚於右膝上，左手支撐於座上，頭微右側，作凝思狀，花冠纓絡，莊嚴慈祥。傳說，據《隋書》記載，隋大業四年(608)，隋煬帝派大臣常駿出使南方國家，賜贈中國工藝品等禮品，赤土國回贈沉香觀音一尊，常駿回到長安，正值隋煬帝巡遊揚州，常駿等從淮河乘船趕往揚州，途上遇風翻船，沉音觀音沉落淮河。直至明代潘允端發現後，奉回上海，建閣供於此處。據說原來每逢雨天，沉音芳馥四溢。可惜“革命”之中不知去向。
現在的沉香觀音，是由沉香閣住持觀性法師1990年專程去泰國，從泰國募集到一段極其珍貴的真正的沉香木，價值一萬多美元。運回上海，配以上等檀香木，照原樣放大重雕而成，其神態和工藝水平，不遜於原像。閣的樓下為慈雲堂，裡面裝修、佈置簡潔古雅，正中北壁一長几、一八仙桌、兩張靠椅，兩側各四張靠椅，居上空地一張園拼桌，四個鼓形園凳。全部明式紅木所制，無桌圍椅披，高雅而有氣度;所有擺設，不過是左右各一座黃梨木獨幅屏風，紅木長几上一大理石插屏和一對花瓶而已。正面壁上一幅彩描觀音中堂和兩副對聯，分別由趙樸初居士和真禪法師所撰書：
趙樸初所撰為：
花海沉思洞明自性;
旃檀香風恆可眾心。
真禪法師所撰為：
無我無人觀自在;
非色非空見如來。
慈雲堂西面是貴賓接待室。東面是方丈室，現沉香閣住持為觀性法師。觀性法師，現已85歲高齡，現任中國佛教協會常務理事，上海市佛教協會副會長，曾任南市區人民代表、區政協委員，又兼慈修居住持。由她帶領這兩個比丘尼道場的六七十比丘尼和二十多位佛學院尼眾班學尼薰休修持。沉香閣東北部重建了一幢明式建築的小樓，現為“應慈法師紀念堂”，堂額為趙樸初居士所題。底層是一個小法堂，二、三樓陳列著反映應慈法師生前弘法利生事業的珍貴照片、著作、手跡和遺物。
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