日本於明治時期創建「大日本武德會」，武道成為地方警察的必修課。日治時期武德會透過警察系統推廣，在各級行政區陸續興建武德殿，全台共建了70餘座。大溪武德殿於1935年落成，是日治時期的郡市級武德殿之一。

　　大溪武德殿以鋼筋混凝土等新式建材建造而成，屋頂為「入母屋造」（類似中式歇山頂），正脊兩端的「螭吻」具有中國唐代建築風格，與一般武德殿使用的日式鬼瓦不同。屋頂如日本傳統社殿，以洋式大木桁架支撐，大門有「入母屋破風」，外牆採用洗石子裝修，並以線腳模仿雨淋板壁。

　　戰後大溪公會堂設為總統行館，因此增設大溪憲兵隊護衛，以武德殿為隊部。大溪憲兵隊進駐後大幅改裝內部，並於東南側另建一棟三層樓兵舍（現為桃園市立圖書館大溪分館），武德殿現今做為大溪木藝生態博物館展館之一。