Церковь представляет собой кубообразное многоярусное сооружение в стиле классицизма, в цокольном этаже которого находится усыпальница Воронцовых. К кубическому основному объёму храма с запада и востока примыкают полукруглые апсиды. Вход в церковь оформлен четырехколонным портиком с треугольным фронтоном. Над основным каменным объемом здания возвышается восьмигранная деревянная звонница, увенчанная деревянной двенадцатиколонной ротондой с небольшим плоским куполом и крестом. Главный неф подчеркивают дорические, наполовину каннелированные, колонны. Оригинальна и алтарная часть, устроенная в форме ротонды. В виде полукруга был выполнен и иконостас храма, образа для которого были написаны замечательным русским живописцем В. Л. Боровиковским.
Храм действовал до 1940 года, когда из-за смерти настоятеля был закрыт. С 1950-х годов в здании попеременно располагались то соляной склад, то овощехранилище, то экспериментальный скульптурно-производственный цех. Последним владельцем храма перед возвращением общине, был Худфонд, разместивший здесь скульптурную мастерскую. В здании размещался 10-метровый хоккеист, упиравшийся головой в купол, тело которого поддерживали стальные полосы, вбитые в церковные стены.
В 1988 году храм был возвращен верующим и 6 декабря того же года освящен.
На звоннице храма 11 колоколов, самые большие — 600, 350 и 197 кг. В 1989 году за алтарем храма был воздвигнут крест в память клириков и мирян, прихожан храма, погибших в 1930-е годы.