La cathédrale a été érigée à l'emplacement d'une ancienne église en bois et reflète les nouveaux principes architecturaux de l'époque. C'est un bâtiment massif, entouré de galeries qui le relient visuellement aux constructions voisines. L'église, située sur un haut socle, possède quatre piliers et est entourée d'une galerie à deux étages. Du côté est, elle est adjointe d'une partie altar à trois absides avec des fenêtres étroites et hautes, situées dans des niches profondes. Les absides sont séparées les unes des autres par des colonnes lisses et ornées d'une corniche sculptée avec un léger ornement.

La galerie se termine par une arcade couverte légère, et des escaliers y mènent depuis les angles nord-ouest et sud-ouest. L'intérieur de la cathédrale se distingue par son austérité, ce qui s'explique par son utilisation initiale comme temple-funéraire pour des religieuses de haut rang, dont les tombes se trouvent dans le sombre sous-sol. Lors de la restauration de 1962 sous la direction de I.A. Stoletov, des détails intéressants de la décoration intérieure ont été découverts : le sol était recouvert de carreaux noirs, et les murs n'avaient jamais été ornés de fresques. Cependant, la cathédrale n'était pas dépourvue de décorations, comme en témoignent les icônes et les couvertures brodées, conservées au musée, créées par les religieuses elles-mêmes. Le bâtiment a subi de nombreuses modifications : des tambours ont été ajoutés, des dômes en forme de casque ont été remplacés par des dômes en oignon, et les ouvertures en arc de la galerie ont été murées. Comme tout bâtiment utilisé activement, la cathédrale a été reconstruite en fonction des besoins de ses propriétaires. Ce n'est qu'en 1962, après la restauration, qu'elle a retrouvé son apparence initiale. Dans les années 1980, les locaux restaurés du complexe muséal ont été transformés en chambres d'hôtel et en bars-restaurants, tandis qu'une salle de concert fonctionnait dans la cathédrale. En 1992, le monastère a été restitué à l'Église orthodoxe, et une communauté monastique y est à nouveau active.