고려시대가 되면 4각형 평면에서 벗어난 다각형의 다층(多層)석탑이 우리나라 북쪽지방에서 주로 유행하게 되는데, 이 탑도 그러한 흐름 속에서 만들어진 것으로, 고려 전기 석탑을 대표하는 작품이다. 당시 불교문화 특유의 화려하고 귀족적인 면모를 잘 보여주고 있으며, 전체적인 비례와 조각수법이 착실하여 다각다층석탑을 대표할 만하다. 정영호교수는 월정사 팔각구층석탑이 지니는 특수한 양식을부재별로 다음과 같이 정리하였다.
첫째 전체적으로 석탑의 평면이 8각형을 이루고 있어 선대의 방형 평면에서 벗어났다는 것,
둘째 다각이고 다층인데 그 특징이 있다.
셋째 기단부에 있어서 하층기단에 안상을 조각하고 연화대를 마련한 데에서 화사하고 장식적인 의장이었음을 알 수 있게 하고, 상단괴임대와 탑신괴임석이 끼어져 있는 것도 한 특색이라 하겠다.
넷째 탑신부에 있어서 각 옥개석 하면의 처리가 각형과 호형받침으로 특이하게 이루어져 있으며 각층의 체감률이 적으나 기단부가 안정되어 오히려 경쾌한 느낌을 주고 있다. 그리고 상륜부재의 장식은 마치 공예탑의 일면에 보이는 것으로 나아가 석탑 전체를 장식적인 형태로 보이도록 하고 있으니 이것 또한 이 석탑만의 특이성이라 하겠다.
또한 청동으로 만들어진 풍경과 금동으로 만들어진 머리장식을 통해 금속공예의 수법을 살필 수 있어 중요한 자료가 되고 있다. 현재 국보 제48-1호로 지정 보호되고 있으며 전체 높이는 15.2m이다.
기단부는 4매로 결구된 팔각형의 지대석 위에 놓였는데 하층기단의 면석도 4매의 돌로 짜여졌으며, 8각의 각 면에는 2구씩의 안상이 음각되고 하층기단의 갑석 또한 4석으로 짜여졌는데 위에는 복판의 복연이 조각되었다.
그 위에는 상층기단 중석과의 사이에 별석이 삽입되었고, 별석의 윗면에는 괴임이 얕게 마련되었다. 탑신부는 위층으로 올라 갈수록 서서히 줄어들었으나 급격히 줄지 않고 2층 옥신부터 거의 같은 높이의 옥신을 유지하고 있는데 옥신석 또는 옥개석의 크기에 따라 2개 내지 3개의 석재를 사용하였고 상층부는 1석씩이다. 상륜부는 완전한 형태를 보이고 있는데, 노반ㆍ복발ㆍ앙화ㆍ보륜까지는 석재이고, 그 이상의 보개ㆍ수연ㆍ용차ㆍ보주 등은 금동제로 조성되었다. 찰주는 수철제(水鐵製)로 전체길이 4.3m인데 하부는 굵으며상부로 갈수록 가늘어지는 형상으로 9층에서 8층 옥개석까지 박혀있으며, 하부는 철편으로 고정시켰다. 중적된 상륜부재는 처음 석탑을 건립하였을 때의 것으로 보여지는데, 보개만은 여러차례 수리가 가해진 것으로 보인다.
1970년 10월 해체 복원시 5층 옥개석에서는 완형의 은제도금아미타여래입상(銀製鍍金阿彌陀如來立像, 높이 : 9.7㎝) 1구가, 1층 탑신 상면의 사리공에서는 각종 사리 장엄구가 발견되었다. 1층 탑신석에서 청동거울 4점, 청동합과 담홍색 사리 4과가 봉안된수정사리병, 전신사리경(全身舍利經), 금동방형향갑(金銅方形香匣), 황라니금연화수향(黃羅泥金蓮花繡香), 쌈지, 자색비단향주머니, 향초금보(香草錦褓) 및 향나무편과 향편(香片)이 출토되었다.
그리고 1ㆍ2ㆍ6ㆍ9층의 옥개석은 새로 조성되었다. 한편 이 석탑의 앞에는 한쪽 무릎을 꿇은 석조보살상 1구가 배치되어 있는데 이것은 강릉 신복사지 삼층석탑과 같은 형식이다. 이 석탑은 여러차례의 화재로 인하여 각 부재의 손상이 심하지만, 우수한 균형미를 구비하고 있어 고려시대 다각다층의 대표적 석탑이며, 분포면에 있어 팔각다층석탑으로는 가장 남쪽에 건립되었다는데 의의가 있다.