碣石宫遗址为六处遗址中最大的一处，经考证为当年秦始皇东临碣石的驻跸之地，是整个遗址群的主体建筑。其总体布局为长方形，南北长500米，东西宽300米，占地面积15万平方米。四周构筑夯土墙，墙基宽2.8米，内外壁陡直。碣宫建在石碑地高大的夯土台基上。遗址的立体建筑靠近海岸线，遗留下来的夯土台高达8米，地基边长40米，有一半沉入地下，是一座规模宏伟的高台多级建筑。立体建筑的两翼有角楼，后面有成批的建筑群，除秦都咸阳和汉都长安以外，极少见有如此大型而又布局有序的宫殿建筑群。从这里出土的建筑上使用的当头简瓦，当头为大半圆形，当面为高浮变纹，直径54厘米，瓦高37厘米，通长68厘米，堪称“瓦当王”，是秦代皇家建筑的专用材料，图案的规范化为国内所罕见。两千年前的行宫中的大小居室，排水系统，储备食物的窖井等，均清晰可见。碣石宫中轴线南端正对着海中臣石——姜女石，相距400余米。姜女石即为秦汉时的碣石（门）。碣石宫是利用海滨自然景观，前临一望无际的渤海，海中有昂然耸立的碣石；后靠巍峨连绵的燕山，山上有逶起伏的长城。以墙子里宫殿为主体建筑，止锚湾为左翼阙楼，黑山头为右翼阙楼，衬以瓦子地、周家、金丝屯等众多的附属建筑，呈合抱之势，正对海中碣石（门），形成一处完整壮观的建筑群体。可与始皇陵、阿房宫并列为秦代三大工程。在碣石宫对面的海中，耸立三座奇形礁石，称为碣石，也是历史传说中的孟姜女坟。碣石近海而立，别具一格，站在不同的角度观赏此石有不同的效果。在黑山头观此石，其仿佛是一只褐色的公鸡屹立海面，扬颈啼鸣；在墙子里正面观此石，其又宛若一位少妇携着一双儿女望海盼夫。
相传魏武帝曹操当年平定了三郡乌和辽西、辽东后，登临此处，极目远望，纳百川，汇江河，一碧万顷、水天一线，沧海浩瀚无际。不禁心旷神怡，感慨万千，写下了气壮山河的诗句——《观沧海》。
