Построен по проекту акад. архитектуры А. Л. Гуна в неовизантийском стиле. По архитектурно-пространственному решению напоминает Владимирский собор в Киеве. Кирпичный, оштукатуренный, на невысоком цоколе, квадратный в плане, с пятигранной апсидой, четырехстолпный, пятиглавый. Центральная часть перекрыта куполом на невысоком барабане, граненном снаружи, апсида — конхой, остальные части — полуциркульными сводами на подпружных арках. На углах размещены восьмигранные главы-колокольни с полуциркульными проемами. Все три входа — с тамбурами, в которые ведут широкие лестницы. Основной объем и завершения покрыты по сводам.

В интерьере памятника — настенная орнаментальная и тематическая роспись, в которой принимали участие известные художники братья А. А. и П. А. Сведомские.