Selon la vie du vénérable Kirill de Belozersk, la chapelle en bois a été érigée par Kirill lui-même lorsqu'il est arrivé à Belozero en 1397. La structure moderne est plus récente, mais conserve probablement le style architectural général de la fin du XIVe siècle. Des études dendrochronologiques menées dans les années 1980 ont montré que le bois de la chapelle a été coupé au plus tôt au XVIIIe siècle. Différents éléments de la charpente, du toit et des ouvertures appartiennent probablement à différentes périodes. La présence de détails métalliques, tels que des supports et des ferrures de porte, ainsi que des clous, allant des clous forgés aux modernes, témoigne des réparations effectuées à travers les siècles. La chapelle abritait trois croix en bois, dont l'une est maintenant exposée au musée. L'analyse dendrochronologique des croix, également réalisée dans les années 1980, les date du premier quart du XVIIe siècle.

La chapelle de Kirill représente un type traditionnel de petites chapelles répandues dans le nord de la Russie. Ses formes sont simples et épurées, ce qui confère à l'édifice un aspect austère et ascétique. Cette construction en bois est un monument intéressant, mais encore insuffisamment étudié de l'architecture en bois.

À la fin du XVIIIe siècle, un auvent en pierre a été érigé au-dessus de la chapelle pour la protéger des intempéries. Son architecture est similaire à celle de l'auvent en pierre au-dessus de la croix, ce qui indique qu'ils ont probablement été créés selon un même projet. La restauration de l'auvent a été réalisée en 1994.