พระอุโบสถที่สร้างขึ้นในสมัยรัชกาลที่ 3 เป็นอาคารทรงไทย ก่ออิฐถือปูน หลังคามุงกระเบื้องเคลือบ ช่อฟ้า ใบระกาลงรักประดับกระจก หน้าบันและซุ้มประตูหน้าต่างก็มีลวดลายลงรักปิดทองสวยงาม มีพระพุทธรูปสำคัญอย่างพระพุทธจุลนาคซึ่งเป็นพระพุทธรูปสมัยสุโขทัยปางมารวิชัย เป็นพระประธานในพระวิหาร และมีพระพุทธรูปพระสาวกหล่อด้วยโลหะปิดทองยืนอยู่ด้านซ้ายขวา อีกทั้งด้านหน้าพระประธานยังมีพระพุทธมังคโล ซึ่งเป็นพระพุทธรูปทรงเครื่องปางสมาธิตั้งอยู่ด้านหน้าอีกด้วย
และใกล้ ๆ กับพระวิหารนั้นก็ยังมีพระมณฑปซึ่งสร้างขนาบกับพระวิหาร หลังที่อยู่ด้านทิศตะวันออกประดิษฐานพระพุทธรูปไสยาสน์ที่จำลองมาจากวัดราชาธิวาส และหลังที่อยู่ด้านทิศตะวันตกประดิษฐานพระพุทธบาทจำลองเอาไว้
วัดอนงคาราม บนชั้นสอง เป็นห้องสมุดประชาชนภายในวัดนั้น และเป็นที่ตั้งของ "พิพิธภัณฑ์ท้องถิ่นเขตคลองสาน" ซึ่งในพิพิธภัณฑ์นั้นมีการจัดแสดงนิทรรศการเรื่องราวความเป็นมาเป็นไปต่างๆ ในเขตคลองสาน ทั้งเรื่องของวิถีชีวิต ความเป็นอยู่ของชาวคลองสานตั้งแต่อดีตจนถึงปัจจุบัน
