Храм построен в 1762‒1766 годах и представляет собой яркий образец церковного зодчества XVIII века. Архитектурный стиль собора совмещает черты классицизма и барокко. Строгие формы здания дополняют декоративные элементы: резной камень, лепнина, порталы, обрамляющие входы в церковь, и российский герб на главном фасаде. Два ряда высоких окон создают иллюзию двухэтажного здания и зрительно увеличивают его высоту. Венчают храм пять золотых куполов. Внутри собор украшают уникальные росписи мастеров ярославской школы стенного письма.
