Купол-«луковица» установлен на восьмигранном световом барабане. Окна большие. Внешняя отделка была скромной. Внутренняя отделка церкви производилась под руководством профессора Александра Брюллова. В храме находилась мозаичная икона Божией Матери, вставленная в верхнюю доску аналоя. Отдельно от церкви была устроена небольшая колокольня на шести полых чугунных колоннах, с шатровым завершением и каменным цоколем. Её проект, утверждённый в 1860 году, разработал Андрей Штакеншнейдер. В настоящее время колокольня полностью разрушена. Здание украшено пятью золочёными куполами, а его фасад выполнен в светлых тонах с использованием коринфских колонн.
Закрытая в 1930-х годах и пострадавшая от обстрелов в годы Великой Отечественной войны церковь была законсервирована. В 2005 г. она была передана верующим и ныне (2012) ведется ее реставрация. Несмотря на свою историческую и архитектурную ценность, церковь продолжает функционировать как действующий храм.