陈氏书院的砖雕，主要以浮雕为主，局部采用了透雕、圆雕、镂空雕等技法。陈氏书院砖雕出自南海、番禺的黄南山、杨鉴庭、黎壁竹、陈兆南、梁澄、梁进等著名民间艺人之手。艺人按需布设图案纹饰，丰富了单调的墙面，突现了广东砖雕的风格，为陈氏书院这座建筑添色不少，并成清代岭南建筑砖雕艺术的代表。
在陈氏书院建筑中，砖雕是建筑主要装饰工艺之一。外墙、墀头、檐下等均采用砖雕作装饰。陈氏书院正面外墙上的6幅大型砖雕，均由质地细腻的东莞青砖精雕细刻拼接而成，是同期建筑中少有的大型砖雕。其中“梁山聚义”、“刘庆伏狼驹”两幅砖雕均高高1.75米，宽3.6米，其余四幅砖雕雕塑题材图案分别是“百鸟图”、“五伦全图”、“梧桐杏柳凤凰图”、“松雀图”，图的两旁还雕有不同书体的诗文。陈氏书院这种诗书画结合的砖雕也是同期少见的。而外墙檐下及廊门上边饰线条排列整齐，密集苍劲、纤细均匀，垂直如线，雕工精湛，有“挂线砖雕”之称。陈氏书院其它建筑部位上的砖雕同样出色，在主体建筑三进三路的九间厅堂外的墀头上，均饰有砖雕。这些砖雕顶部为缕雕斗拱出头，中为主题纹饰图案，上下傍边是边饰图案，下部为副题图案和落款。其题材内容有吉祥图案、民间传说、历史故事等。如：“喜鹊登梅”、“老鼠啃葡萄”、“金玉满堂”、“龙凤呈祥”、“太师少师”、“竹鹤图”、“杏林春燕”、“瓜瓞绵绵”、“东方朔偷桃”、“麻姑献寿”、“和合二仙”、“天姬送子”、“群英会”、“曹操大宴铜雀台”、“玉皇登殿”、“甘露寺”、“舌战群儒”等。
砖雕，是民间艺人运用凿、木锤、锯、钻等工具，以刻、凿、磨等手法，把青砖加工成各种人物、花卉、鸟兽等吉祥图案，作为建筑物上某一部位的一种装饰。这种民间工艺形式在明清时期就已盛行，被广泛地用于祠堂、会馆、庙宇、民居的墙头、墀头、照壁、檐下、门楣、窗额等处。
广东砖雕采用精制水磨青砖为材料，雕刻手法多以阴刻、浅浮雕、高浮雕、透雕穿插进行，纤巧细致，精细者可达七八层，造成景致深远的效果。雕成的花卉枝叶繁茂，形如锦绣，戏曲人物衣甲清晰，在不同时间的日光照射之下，呈现出黑、白、青灰等不同色泽，画面层次分明富起伏变化。
梧桐柳杏凤凰群砖雕雕塑
百鸟图砖雕雕塑
五伦全图砖雕雕塑
刘义庆伏狼驹砖雕雕塑图案
梁山聚义石雕雕塑
瓜瓞连绵，子孙万代
