La apariencia moderna de la catedral de la Natividad de la Virgen se debe a numerosas reconstrucciones. Originalmente, el templo de piedra blanca, construido por Andréi Bogoliúbski, existió desde 1158 hasta 1722. La versión tardía de la catedral repite la pequeña estructura rectangular de cuatro columnas y tres ábsides del antiguo edificio. Las columnas del templo actual continúan la tradición de las antiguas columnas redondas, pintadas como mármol.

El cuadrado de cuatro columnas está cubierto por una bóveda de cruz y cúpula, el techo tiene cuatro pendientes y se termina en un tambor octogonal con una cúpula bulbosa sobre un cuello redondo. El cuadrado se ilumina con una fila de ventanas, siendo la ventana central en la pared occidental más baja que las demás. La arquitectura del templo se caracteriza por su sobriedad y austeridad, la decoración incluye cornisas perfiladas, pilastras en las esquinas, el zócalo del tambor, un simple marco lineal de las ventanas con un alero triangular y una franja de ventanas falsas en la parte superior de la pared.

La iglesia está construida de piedra blanca, las fachadas están enlucidas y blanqueadas. En el interior, en las secciones de las paredes no ocupadas por pinturas murales, la piedra blanca permanece expuesta. La iglesia de la Natividad de Bogoliúbovo es un valioso monumento que combina elementos de la arquitectura religiosa de los siglos XII y XVIII, y está incluida en la lista del Patrimonio Mundial de la UNESCO.

Entre 2013 y 2014 se llevó a cabo la restauración del techo, la cúpula, la cruz, las fachadas y los trabajos de carpintería.