Παράλληλα προς τη βόρεια πτέρυγα της στοάς, εκτείνεται στωικό οικοδόμημα, η Βόρεια Στοά με κιονοστοιχία από δώδεκα κίονες κατά μήκος της νότιας πλευράς της. Στο εσωτερικό της παρατάσσονται 37 ορθογώνιες πλάκες με εγκοπή στο μέσον της επιφάνειάς τους, που έχουν ερμηνευθεί ως βάσεις για την ένθεση των λευκωμάτων, δηλαδή των ξύλινων πινάκων στους οποίους αναγράφονταν τα ονόματα των άρκτων, δηλαδή των κοριτσιών που υπηρετούσαν τη θέα. Κατά μια άλλη άποψη, στον χώρο αυτό ανατίθεντο οι πέπλοι των γυναικών που πέθαιναν κατά τη γέννα. Τα αφιερώματα των πιστών προς τη θεά (ανάγλυφα, αγάλματα κ.ά.) τοποθετούνταν επάνω σε μαρμάρινα και πώρινα βάθρα κατά μήκος της πρόσοψης των βορείων δωματίων και κατά μήκος του εξωτερικού τοίχου της δυτικής πτέρυγας της στοάς.Αναφορικά με τη χρήση της στοάς έχουν διατυπωθεί ποικίλες ερμηνείες, ως χώρος διαμονής των άρκτων, ως λατρευτικό κτήριο αφιερωμένο στην Ιφιγένεια, την πρώτη ιέρεια της Αρτέμιδος, αλλά και ως χώρος εστίασης. Πιθανός είναι ο μικτός λειτουργικός χαρακτήρας του, ως εστιατόριο για τα εορταστικά επίσημα συμπόσια και ως χώρος διαμονής των ασθενικών παιδιών, που είχαν αφιερωθεί στη θεά. Η στοά της Βραυρώνας ακολουθεί την τάση για κανονικότητα που επικρατεί στην ελληνική αρχιτεκτονική μετά τα μέσα του 5ου αι. π.Χ. Η χρονολόγησή της στους χρόνους γύρω στο 420 π.Χ. ενισχύεται επίσης και από την εύρεση επιγραφής (με κατάλογο αναθημάτων και ιερών σκευών) που συντάχθηκε επί Αριμνήστου άρχοντος κατά το 416/5π.Χ. Αποτελεί πολύτιμο μνημείο στην έρευνα για την εξέλιξη των στωϊκών οικοδομημάτων καθώς πρόκειται για το πρώτο ολοκληρωμένο οικοδόμημα με την τυπική διάταξη των ιωνικών στοών, την οποία ακολουθούν πολλά μνημεία, κυρίως της Μικράς Ασίας, κατά την ελληνιστική περίοδο.