Храм построен в конце XIX века на средства горожан и местного состоятельного купца Рябкина. Величественный собор из красного кирпича считается одним из главных символов Обояни. Архитектура церкви сочетает черты византийского и псевдорусского стилей. Арочные окна, полуколонны и луковичные главки с крестами соседствуют с поясом кокошников на фасаде здания. Храм венчает двухъярусный купол на световом барабане с двенадцатью гранями. Небольшая колокольня встроена в квадратный придел церкви. Внутренние интерьеры собора украшают росписи и позолоченные иконостасы.