趵突泉北岸有一組較大的古建築群，通稱三大殿，最南大殿“泺源堂”。泺源堂最早為娥英祠，祀舜之二妃娥皇、女英。北魏郵道元《水經注》有過記載：歷城有泺水，“俗謂之娥英水也，以泉源有舜妃娥英廟故也。”歷經滄桑，該祠後荒廢。到了北宋，著名文學家曾鞏於熙寧年間知齊州時（１０７２～１０７３年），在這裡建二堂，並作《齊州二堂記》：起初，朝廷和鄰近州郡使者、官吏來時，並無寓所，僅構築臨時館捨，讓其住宿，走後拆除，既浪費又簡陋。

    故在泺水處建二堂，供客人居住。南堂臨泺之源，稱“泺源堂”，北堂南對歷山，曰“歷山堂”。元代改奉呂洞賓，為“呂仙祠”。清順治十一年（１６５４年），觀察何啟圖改歷山堂為閣，上層祀文昌，下層祀鐘離（鐘離權，亦稱漢鐘離，傳為八仙之一），同時將閣後李公祠改祀斗母，稱“斗母宮”。後來３殿統稱呂祖廟。今殿堂３座，坐北朝南，建在同一中軸線上，是一組較大的明清建築，１９７９年公布為市重點文物保護單位。

    三大殿為“三聖殿”，祀堯舜禹。前後殿分別懸掛楹聯：“琴瑟友之，鐘鼓樂；鳳凰歸矣，潇湘吟。”“趵突騰飛，三泉歌唱堯舜禹；中華昌盛，萬代長明日月星。”二聯皆為濟南著名學者徐北文教授所撰書。三座大殿，外圍青磚白粉筒瓦坡頂牆。形成二進院落，占地面積約１０００平方米，東西各設洞門，分別嵌磚刻門額“枕流”、“漱石”。牆壁設有花格透窗，與窗外景色相補，呈現出幅幅圖畫。那亭亭玉立的雪松，蒼老古拙的國槐，飄飄悠悠的翠柳，妖妖艷艷的臘梅，都被攝入窗內。

    最南第一大殿，面闊３間，進深６米，高架兩層，歇山飛檐。紅漆木楹柱，黃色琉璃瓦，金碧輝煌，蔚為大觀。門上匾額，镏金隸書：“泺源堂”。抱廈楹柱，懸掛木刻楹聯：“雲霧潤蒸華不注，波濤聲震大明湖”，摘自元代書畫家趙孟頫詠《趵突泉》詩句，當代已故書法家金棻書。殿前為卷棚式廈檐，楣額透雕雲紋、彩亭、禽獸、花卉等圖案，顯得玲珑古典。殿台臨水，為賞看趵突泉景最佳處。中間為二大殿，三楹兩層，斗拱錯落，紅柱綠瓦熠熠生輝。最北為第三大殿，硬山出廈，古樸無華。現二大殿為“娥英祠”，祀娥皇、女英。其余空間，鑲嵌著王守仁、王鐘霖等明清以來的名人詠泉碑刻１９方，其中一石碑，前刻清康熙皇帝所書“激湍”二字，後刻乾隆皇帝《再題趵突泉作》詩，人稱“雙御碑”，為這深幽庭院增添了深厚的文化內涵。