بنای امامزاده ابتدا به سبک چهار طاقی بوده که گنبد زیبایی آن را پوشش می داده است. در سال 1340 ه . ش این مجموعه تخریب و مجددا منطبق بر بنای قدیمی نو سازی گردیده است.
بقعه ی امامزاده سید ابراهیم، یکی از بقاع معتبر شهر زنجان است این آرامگاه مبارکة در داخل شهر زنجان در قبرستان متروکه واقع در منتهی الیه سمت شرقی شهر قدیم، مشرف به دیوار حصار شهر قرار گرفته که امروزه قسمتی از قبرستان مزبور به دبستان، دبیرستان و قسمتی دیگر به خیابان صدرجهان تبدیل شده است. علمای فن درشجره نامة آن حضرت اختلاف نظردارند.جمعی ایشانرا ابراهیم بن موسی بن جعفر(ع) دانسته اند و جمعی دیگر همانند ابوالفرج اصفهانی و ابونصر بخاری در سر الانساب ایشان را ابراهیم بن محمد بن عبداله بن الحسن بن العباس بن علی (ع) ذکر نموده اند.
گنبد، از نوع تک پوششی بوده که با واسطه ی چهار گوشواره بر جرزها استوار گشته و حد فاصل گوشواره ها و گنبد، هشت نورگیر تعبیه شده است. تزیینات گنبد از داخل مقرنس و گره سازی بوده و سوره ی جمعه به خط زیبای ثلث و به قلم استاد جواد میر محمد رضایی زنجانی بر آن نوشته شده است. در نمای بیرونی نیز آیات قرآنی به خط ثلث زنجیری نوشته شده است. ضریح حرم که در اصفهان ساخته شده در سال 1358 ه . ق نصب گردیده است. قدیمی ترین قسمت این بقعه ، سر در ورودی سمت شمالی و مناره های واقع در طرفین آن است. این سر در به سال 1341 ه . ش توسط معمار ابراهیم سلطانی ساخته شده و بالای مناره ها، آیه ی 55 سوره ی احزاب به خط زیبای ثلث به قلم استاد اخیرالذکر رقم گردیده است.