1982년 12월 17일 충청북도유형문화재 제126호로 지정되었다. 각연사의 중심 법당으로 1768년(영조 44) 건립되었는데 당시에 작성한 상량문(上樑文)이 남아 있으며 현재의 건물은 1979년에 보수한 것이다. 대웅전 안에는 삼존불(三尊佛)을 봉안했는데 본존(本尊)은 석가모니불, 협시불(脇侍佛)은 약사여래상과 통일대사(統一大師)의 소상(塑像)으로 전해지는 관음보살상이다.
각연사는 괴산군 보개산 청석골에 위치하며 구전에 의하면 신라 법흥왕 때 유일대사(有一大師)가 창건했다고 한다. 그러나 1768년(영조 44)에 작성된 대웅전 상량문(上樑文)에는 918년(태조 1)에서 975년(광종 26) 사이에 통일대사가 창건한 것으로 기록되어 있다. 또한 각연사 비로전(충북유형문화재 125)의 대들보에서 발견된 문서에는 944년(혜종 1)에 중수된 기록이 있다.
정면 3칸, 측면 2칸 규모에 겹처마 맞배지붕을 올린 다포집으로 길쭉한 직사각형 석재를 여러겹으로 쌓아 올린 기단 위에 정남향으로 자리잡고 있다. 초석(礎石)은 다듬지 않은 둥근 덤벙주춧돌로 그 위에 배가 살짝 부른 배흘림기둥을 세웠다.
지붕의 좌우 측면에는 삼각형 모양의 풍판(風板:비바람을 막기 위해 박공 밑에 이어 대는 나무판)을 갖추고 있다. 공포(空砲)는 벽체 안팎으로 5겹씩 뻗어 나온 내외 5출목으로 되어 있으며 각 기둥 사이에 각각 3개의 공간포(空間包)를 올린 전형적인 다포형식을 취하고 있다. 정면 중앙의 두 기둥 위에 용머리 장식을 올린 것이 특이하다.
정면에는 각 칸마다 3폭짜리 빗살무늬 분합문(分閤門)을 달았고 양 측면에도 앞쪽으로 빗살무늬 쪽문을 달아 출입이 용이하도록 하였다. 내부에는 중간에 기둥이 없이 우물마루를 깔고 뒤편에 하나의 긴 불단을 마련하여 삼존불을 안치하였다. 불상의 머리 위에는 장엄한 느낌을 주는 화려한 닫집을 설치했다.
