Der dreistufige Bau besteht aus Kalkstein. An der Außenfassade thronen ringsherum 18 Statuen, die für die an den Schlachten beteiligten deutschen Volksstämme stehen sollen. Die Zahl 18 repräsentiert außerdem das Datum der Völkerschlacht bei Leipzig (18. Oktober 1813) sowie die Schlacht bei Waterloo (18. Juni 1815).
Mit einer Höhe von 45 Metern und einem Durchmesser von 29 Metern besitzt die Befreiungshalle eine beeindruckende Größe. Nach über125 Stufen erreicht man das Innere. Weitere 40 Stufen führen zur Terrasse, von der man eine gute Aussicht auf die Stadt Kelheim und die Donau hat. Die Öffnung in der Kuppel erleuchtet den großen Innenraum.
Die Wände ordnen sich in 18 Segmentbögen, vor denen jeweils zwei circa drei Meter hohe Siegesgöttinnen aus weißem Marmor und mit ausgebreiteten Armen prangern. Insgesamt 34 Göttinnen-Statuen wurden vom Bildhauer Ludwig Schwanthaler entworfen. Sie vertreten die Mitgliedsstaaten des Deutschen Bundes. Mittig dahinter befinden sich bronzene Schilde, die aus eroberten Geschützen gegossen sind. Über der sieben Meter hohen Eingangstür des Rundbaus kann man die Widmungsinschrift lesen: DEN TEUTSCHEN BEFREIUNGSKAEMPFERN, LUDWIG I – KOENIG VON BAYERN.
Seit April 2004 gibt es ein Besucherzentrum, im Jahre 2013 wurde das 150-jährige Bestehen der Befreiungshalle gefeiert.
