Сохранился в первоначальных объемах. Купола и главки перестроены в середине XIX века после пожара 1834 года
Памятник в формах украинского барокко, из кирпича, на кирпичном фундаменте, оштукатурен. Наружные стены собора толщиной в 1,9—2,2 м. Толщина стен встроенных круглых угловых камер около 1 м. План имеет форму равноконечного креста с пятигранными ветвями. Между ними встроены помещения, в плане приближающиеся к кругу. По высоте их стены доходят до низа окон третьего яруса, а куполообразные крыши до уровня верха этих окон. Габариты: 24X25 м, высота до венчающего карниза 13,5 м. Подпружные арки имеют слегка стрельчатую форму. Переход от подпружных арок центральной части к барабану осуществлен при помощи сферических парусов. Полуциркульный барабан перекрыт куполом. Остальные ветви собора перекрыты сомкнутыми сводами и имеют восьмигранные барабаны, перекрытые также сомкнутыми сводами.
Здание снаружи и внутри имеет вертикальную подчеркнутость, чему в интерьере способствуют высокие ниши, в которых в два яруса помещены окна. Снаружи вертикальность подчеркнута угловыми пилястрами и расположенными по вертикальным осям граней оконными проемами и нишами.
Декоративное оформление фасадов очень лаконично. Оно состоит из пилястр, которые подчеркивают наружные углы ветвей собора на всю его высоту. На пилястрах раскрепованы профилированный венчающий карниз и цоколь собора. Оконные проемы и ниши декорированы в каждом ярусе по-разному. В первом ярусе — ниши, со срезанными углами и с тонким рельефным обрамлением. На втором и третьем, деление на ярусы условно, так как никаких горизонтальных членений нет — узкие окна с трехцентровыми перемычками и рельефным обрамлением и треугольными и полуциркульными сандриками. Декоративные акценты на западном и южном, северном порталах. В барабанах окна узкие, с трехцентровыми перемычками, лишены декора.
Собор реставрирован.
Памятник представляет характерный для Украины пример каменного зодчества периода барокко.
