兴国寺坐西朝东，正殿为上下二层建筑，下层为砖券窑洞三孔，外券为仿木结构，窑前设有长廊。上层为木结构，面阔三间，进深四椽，重檐九脊歇山顶，黄绿色琉璃瓦覆顶。四周环廊，柱头和平身科木雕异形拱装饰，单步梁出头与廊柱相交，雕作卷云头，明、次间施格扇门窗。兴国寺正殿这种一层为砖券窑洞、二层为木结构的歇山顶建筑在大同地区极为少见，反映了明代雁北地区建筑的典型风格与技术水平，具有较高的文物和艺术价值。正殿为明代遗构，在形制特征、建筑材料和建造工艺等方面保留了历史原状，具有鲜明的大同地方特色，反映着明代历史活动信息。
兴国寺还是革命烈士舒宏的牺牲地。舒宏，原名赵佩璧，山西忻县人，中国共产党党员，抗战开始即献身于救亡事业，曾任晋察冀军区某团政委，1944年春调任中共雁北地委敌工部副部长，为开展雁北革命工作作出很大的贡献。1945年10月，舒宏在大同城东40千米处的浅井村开会时，被敌军包围，被捕后关押在大同特警队。面对敌人利诱重刑，他铁骨铮铮，大义凛然，坚贞不屈。在关押期间，他组织成立了狱中共产党支部，领导难友与敌斗争。1946年1月，国共双方停战协定签署后，军调小组进驻大同，中共代表提出释放狱中政治犯，阎军恐慌，遂于3月24日晚，将舒宏等14位革命同志押赴大同城小西门外的兴国寺门前杀害。
作为烈士牺牲地，古老的兴国寺成为研究红色文化的重要实物依据、开展红色教育的重要阵地，发挥加强革命传统教育、弘扬红色文化精神、坚定新时代理想信念的作用，具有重要的历史价值和社会人文价值。
