ถัดจากบันไดนี้ขึ้นไป เป็นทางเดินยาวที่ปูด้วยแผ่นหินทราย ที่มีความชันตามแนวลาดของภูเขา นำไปสู่ บันไดชั้นถัดไปได้เชื่อมต่อขึ้นสู่ระเบียงตระพักบนชั้นสุด ที่หน้าบันไดนี้จะมีร่องรอยของ “สะพานนาคราช” ซึ่งเป็นสัญลักษณ์สะพานสายรุ้งหรือทางเชื่อมระหว่างโลกมนุษย์กับสวรรค์ตามคติเขมร เมื่อเดินขึ้นบันไดไปจนถึงชั้นบนสุดก็จะเป็นที่ตั้งของปราสาทหลังประธาน .หัวใจสำคัญของเทวสถานปราสาทวัดพูแห่งนี้
ตัวปราสาทประธานของปราสาทวัดพู แบ่งพื้นที่เป็น 2 ส่วน คืออาคารหินทรายส่วนหน้าเรียกว่า “มณฑป” สร้างขึ้นราวๆช่วงพุทธศตวรรษที่ 17 มณฑปนี้จะมีจุดเด่นตรงที่ มีการสลักภาพเล่าเรื่องและภาพบุคคลต่างๆตามความนิยมในศิลปะเขมรมากมายทั้งที่ตัวผนังปราสาท หน้าบันและทับหลัง ตังอย่างภาพสลักที่อยู่ที่มณฑปนี้ ได้แก่ ทวารบาล และนางอัปสรา พระศิวะท่ามกลางฤๅษี มหากาพย์รามายณะ พระกฤษณะปราบนาคกาลียะ พระกฤษณะปราบพระยากงส์ การกวนน้ำอมฤต ณ เกษียรสมุทร พระนารายณ์ทรงสุบรรณ พระนารายณ์บรรทมสินธุ์ พระอินทร์ทรงช้างเอราวัณ
ด้านในสุดของมณฑปเป็นห้องที่ประดิษฐานพระพุทธรูปที่ชาวลาวสร้างขึ้นในสมัยหลัง ช่วงที่มีการปรับเปลี่ยนตัวปราสาทวัดพูจากเทวสถานของศาสนาฮินดูของเขมร มาเป็นวัดพุทธศาสนาแบบลาว
ด้านหลังมณฑปเป็นอาคารก่ออิฐแบบโบราณ ซึ่งก็คือ “ปราสาทประธาน” นั่นเอง ใรอดีตปราสาทอิฐหลังนี้เคยเป็นที่ประดิษฐานศิวลึงค์ “ภัทเรศวร” ที่กษัตริยืกัมพูชาเคารพนับถือมาตั้งแต่สมัยอาณาจักรเจนละ แต่ปัจจุบันไม่มีศิวลึงค์อยู่ในห้องนี้แล้ว
หน้าผาเพิงหินด้านหลังปราสาทประธานของวัดพู จะมีน้ำไหลซึมออกมาตลอดทั้งปี ชาวลาวเรียกว่า “น้ำเที่ยง” ซึ่งถือว่าเป็นน้ำศักดิ์สิทธิ์ที่ไหลมาจากยอดภูเกล้า “ลิงคบรรพต” เปรียบประดุจไหลมาจากศิวลึงค์แห่งพระศิวะบนเขาไกรลาส จึงถือว่าเป็นน้ำศักดิ์สิทธิ์ที่หากได้ปะพรมหรือดื่มกินแล้วจะเกิดสวัสดิมงคลด้วยพรแห่งพระเป็นเจ้า
หากเดินออกจากปราสาทประธานไปยังโขดหินด้านหลังทางทิศเหนือ จะพบรูปแกะสลักนูนสูงของ “ตรีมูรติ” หรือรูปเทพเจ้าผู้ยิ่งใหญ่ 3 องค์แห่งศาสนาฮินดู มีพระศิวะ 5 เศียรอยู่กลาง (เรียกว่า พระสทาศิวะ) พระพรหมอยู่ด้านขวา ส่วนพระนารายณ์อยู่ด้านซ้าย การที่สลักรูปพระศิวะไว้ตรงกลางสำคัญที่สุด บ่งบอกว่าปราสาทวัดพูเป็นเทวสถานใน “ศาสนาฮินดูลัทธิไศวนิกาย” คือศาสนาอินดูที่นับถือพระศิวะเป็นใหญ่เหนือเทพเจ้าทั้งปวงนั่นเอง
หากเดินเลยต่อไปอีกไม่ไกล ก็จะพบกับกลุ่มหินแกะสลักรูปสัตว์ต่างๆ ทั้งรูปช้าง รูปงู และรูปจระเข้ ซึ่งเป็นร่องรอยคติความเชื่อท้องถิ่นก่อนจะนับถือพุทธศาสนา สัตว์เหล่านี้ได้รับการตีความว่าเป็นสัญลักษณ์ของความอุดมสมบูรณ์ ที่น่าสนใจคือรูปสลักจระเข้ที่แกะเป็นร่องลึกคล้ายมนุษย์ ซึ่งนักวิชาการบางท่านเชื่อว่า นี่อาจเป็นร่องรอยของการ “บูชายัญ” มนุษย์ตามที่ระบุไว้ในจดหมายเหตุจีนก็เป็นได้