Собор споруджено для родини Розумовських за проектом А. Квасова та за участю І. Григоровича-Барського. У плані храм являє собою рівнораменний хрест з округленими ризалітами та квадратними заповненнями в кутах між раменами. Усі об’єми рівновисокі, завершуються п’ятьма банями на високих підбанниках, з яких за параметрами виділяється центральна.
Храм двоповерховий, на другий поверх ведуть східці, влаштовані з трьох боків. В інтер’єрі собору вражає параметрами і виконавською майстерністю різьблення іконостаса. Ікони для нього виконали місцеві майстри під керівництвом придворного художника родини Розумовських Г. Стеценка. У комплексі собору знаходиться чотириярусна п’ятдесятиметрова дзвіниця, побудована у 1766-1770 рр. за проектом архітектора А. Квасова. Собор і дзвіниця формують виразний ансамбль періоду, коли барокові форми набувають світського характеру.
Загальний вигляд церкви з південного заходу