Собор Благовещенский, сооруженный в стиле классицизма, получившего несколько провинциальную окраску, по своим типологическим признакам интерпретирует один из характерных для начала XIX века вариантов центрического храма с колонными портиками на всех фасадах. Приземистый четырехстолпный четверик его основного объема, некогда завершавшийся пятиглавием, с востока и запада дополняют равновеликие прямоугольные в плане апсида и притвор. В настоящее время здание искажено со всех сторон кирпичными пристройками советского времени, восточный портик утрачен, а от пятиглавого завершения остался лишь центральный световой восьмерик с более узкими диагональными гранями, покрытый полусферической крышей с архаичными для классицизма полуглавиями.
Фасады здания отличаются скупым, лаконичным декором. Доступные для обозрения центральные части северного, южного западного фасадов выделены плоскими ризалитами, соответствующими расширенным центральным интеркупольным четырехколонных тосканских портиков. Поднятые на постаменты колонны портиков с профилированными белокаменными базами и капителями поддерживают проходящий по периметру объема массивный антаблемент с широким карнизом огрубленного рисунка. Треугольные фронтоны портиков разобраны, а существующий ныне фронтон на западном фасаде сложен в советское время. Прямоугольные без обрамления окна украшены под подоконниками прямоугольными нишами. На ризалитах в центре фасадов помещены тройные окна с более узкими фланговыми проемами. На гранях восьмерика, ориентированных по сторонам света, им соответствуют тройные окна с арочными центральными проемами.
В интерьере четыре мощных, усложненных в сечении столба, служащие опорами венчающего храм восьмерка, организуют внутреннее пространство в виде неравноконечного креста, «рукава», которого перекрыты крестовыми сводами, закрестовья, полулотковыми. Перекрытие восьмерика, открывавшегося в интерьер храма, скрыто поздним потолком.
