Собор характерный памятник архитектуры третьей четверти ХVII в. Пятиглавый четырехстолпный трехапсидный храм следует традициям крупных культовых построек ХVI в. С этим связан и внушительный масштаб всего объема, подчеркнутый большими окнами. Однако декоративная обработка фасадов во многом навеяна формами нарядной московской архитектуры середины ХVII в. Фасады разбиты на шесть прямоугольников (3 прясла в 2 яруса), апсиды поднимаются до высоты междуярусного карниза,лопатки имеют завершения в пределах каждого яруса. Вверху в плоскость каждой лопатки заглублены по две полуколонны. Членения не отвечают структуре интерьера, где все столбы сдвинуты к востоку. В основании не сохранившихся закомар на фасадах проходит пояс поребрика. Сами закомары, скорее всего, были обрисованы лишь профилями в кладке верхних частей стен, и покрытие собора было четырехскатным. Западный фасад не имел в среднем прясле окон. Здесь проходила внутристенная лестница, начинавшаяся в северо-западном углу. Рукава креста перекрыты крестовыми сводами, что привело к расстановке глав почти на одном уровне. Подкупольное пространство сильно вытянуто с запада на восток. В малых главах прорезаны по четыре окна. Валики их обрамлений воспроизводят схему колончатой аркатуры на барабанах. Так же украшена и центральная глава. В ней шесть окон, и лишь восточное помещено по основной оси здания. Пространственность интерьера повышает округлость западных столбов и увеличивает ширину западного поперечного нефа (из-за этого в переходе к его главам сделаны дополнительный западные арки). В угловых ячейках круглые барабаны глав опираются на паруса, в центре же между арками переброшены тромпы. Особенность собора - большое число ниш (печур),(в северной стене их 4, в алтарной части 13). Маленькое окно в западной лопатке северного фасада освещает внутри стенную лестницу, которая вела, очевидно, на хоры. Западные столбы собора круглые, и хоры мог¬ли быть расположены на консолях вдоль западной стены.
