真武殿，位于三清阁南侧陡崖，有36级台阶连接，是三清阁九层十一阁道观建筑群中的一个殿，始建于明正德、嘉靖年间，历经修葺。殿中供奉真武帝君、金童玉女、龟将蛇将。真武即玄武，中国古代神话中的北方之神。“东青龙、西白虎、南朱雀、北玄武”为道教四方护卫神，源于原始星辰崇拜和动物崇拜。玄武系北方斗牛女虚危室壁七宿，形似龟蛇，“位在北方曰玄，身有鳞甲曰武”，龟蛇即玄武。七星指北极，真武又称“北极玄天”。道教称湖北武当山为真武修炼得道飞升之地，真武既为道教大神，龟蛇演化为真武的二位部将。

农历“三月初三”是真武大帝的圣诞，昆明地区民间有“三月三，耍西山，登龙门，拜真武”的传统庙会。真武殿北面连着“真武传奇”展馆，国画绘真武在武当山修炼成神的传奇故事。真武殿前保存着建殿时的龟蛇石雕，蛇缠绕于龟背。龟蛇兆吉凶，龟龄喻长寿。至今，到真武殿的游客都用手摸一摸龟蛇，祈求平安吉祥，延年益寿。