Le temple a été construit dans le style du classicisme. Sa partie inférieure est un carré, tandis que la partie supérieure est un tambour octogonal avec un dôme rond. De chaque côté, il y a des portiques d'entrée avec un corniche triangulaire et des pilastres, entre lesquels se trouvent trois fenêtres rondes. Du côté ouest, une cloche à trois niveaux avec une horloge et un petit clocher est adjacente à la salle à manger. À l'intérieur, le temple est lumineux et éclatant grâce à de nombreuses fenêtres et des tons doux de décoration. La haute voûte crée une sensation d'espace, surtout les jours ensoleillés. Le temple abrite des reliques : une boîte avec les reliques de l'apôtre Paul et deux icônes avec des particules des reliques de sainte Matrona de Moscou et de saint Luc Voyno-Yasenetsky. La cathédrale est née grâce à Catherine la Grande.

En 1877, l'iconostase a été dorée grâce au soutien des marchands de Saint-Pétersbourg Abaturov, Korovin, Zapevalov et Baranov. L'iconostase à quatre niveaux, recouverte d'or rouge et ornée de colonnes avec des grappes de raisins et des feuilles, a longtemps impressionné par sa beauté. Les icônes du niveau inférieur ont été créées par des peintres de cour de Catherine la Grande et se distinguaient par leur haut niveau de compétence. Les murs et les voûtes de la cathédrale sont décorés d'images sacrées réalisées par l'artiste local P. A. Yurov. Dans le sanctuaire, au-dessus du saint autel, une ombrelle a été installée sur quatre colonnes dorées avec une représentation du Saint-Esprit sur la voûte. Parmi les trois fenêtres du sanctuaire, deux étaient fermées par des images des apôtres Pierre et Paul, réalisées sur du verre de fabrication étrangère et acquises par le marchand L. F. Abaturov à l'Exposition de Vienne. Elles ont été insérées dans des cadres dorés et placées dans le temple. Les objets liturgiques avaient également une grande valeur. En 1870, une ligne de chemin de fer a traversé Petrovsk, et une gare a été construite. Les visiteurs étaient transportés en fiacre au centre-ville vers la cathédrale de Pierre et Paul et l'église de la Sainte-Trinité pour 50 à 80 kopecks. En 1807, au nord-est de la cathédrale de Pierre et Paul, un temple de la Sainte-Trinité à un dôme a été construit grâce aux fonds des paroissiens. Le doyen de la cathédrale, Fiodor Yakhontov, a érigé autour des temples une clôture en pierre avec quatre portes en fer, deux chapelles et des tours.

Après l'arrivée au pouvoir des bolcheviks, le temple de la Sainte-Trinité a été fermé, la clôture en pierre a été démontée en briques, et les croix du dôme ont été enlevées. Le temple est resté longtemps sans dôme, jusqu'à ce qu'il soit démonté en briques. La cathédrale de Pierre et Paul a été fermée en 1938. Les croix ont été retirées des dômes, et les cloches de la cloche. Le prêtre Gennady Letyuk a été arrêté et est mort en prison. Dans le bâtiment de la cathédrale, un atelier de réparation de tracteurs a été installé, puis un entrepôt du Service de Commodité.

Le 29 janvier 1991, une décision a été prise pour transférer le temple à la communauté. Le bâtiment s'est avéré fortement endommagé et encombré de ferraille et de déchets ; il a fallu toute une saison pour tout démonter. À l'extérieur, le temple était recouvert d'une couche de terre de plus d'un mètre et demi. Toute la saison chaude de 1992 a été consacrée à la fouille et au nettoyage des murs. Le 12 juillet 1993, lors de la fête de Pierre et Paul, le premier service a eu lieu après de nombreuses années.