Побеленная кирпичная церковь в Нерехте является одним из старейших сохранившихся памятников культовой архитектуры, выполненной в традициях допетровского XVII века. Она расположена с небольшим отступом от улицы, к которой обращен южный фасад. Церковь была построена в XVIII веке на месте деревянного храма. Между 1713 и 1716 годами был возведен северный придел Афанасия и Кирилла Александрийских, а затем сам храм с трапезной. Оба сооружения имели ярусную композицию типа восьмерик на четверике, причем храм был увенчан пятиглавием. Около 1772 года трапезная с приделом Георгия была перестроена или возведена заново, и тогда же по проекту архитектора С.А. Воротилова была построена трехъярусная колокольня с колоколообразным завершением. В XIX веке фасады трапезной были переделаны, возможно, тогда же пристроена южная паперть, а церковная территория была обнесена каменной оградой с железной решеткой и воротами напротив колокольни. В 1930-е годы ограда была уничтожена, разрушены пять глав храма с цилиндрическими барабанами, трехчастный алтарь с полукруглыми апсидами, восьмерик и полукруглая апсида северного придела, а также колокольня. Многие проемы были заложены или изменены, в храме подшит потолок, внутреннее убранство не сохранилось.

Асимметричная композиция включает храм типа восьмерик на четверике, прямоугольный северный придел, полностью закрывающий фасад четверика, и прямоугольную трапезную с южным приделом, полукруглая апсида которого частично заслоняет фасад храма. Объемы храма украшены лентами пилы, углы четверика обработаны лопатками, а восьмерика, трехчетвертными колонками с перехватами. Прямоугольные окна обоих ярусов оформлены рамочными наличниками. Проемы восьмерика, более вытянутые, завершаются полукруглыми кокошниками. Северо-западная грань восьмерика выделяется почти квадратным ложным окном с восьмиугольной филенкой. На глухой восточной грани выложен широкий полукруглый кокошник. Одно из окон северного придела сохранило трехчастное навершие из полукруглых кокошников. Вход в придел на западном фасаде был переделан в окно, имел портал. Фасад южного придела прорезан пятью окнами с лучковыми перемычками, отмеченными клинчатыми замками. Над ними нависают профилированные сандрики, а выше проходит антаблемент.

Бесстолпное помещение храма перекрыто восьмилотковым сомкнутым сводом. Переход от четверика к восьмерику осуществляется с помощью ступенчатых тромпов. Три узких проема соединяли храм с апсидой, широкий арочный проем ведет в трапезную. Трапезная и южный придел образуют единую одностолпную палату, на центральный восьмигранный столп опираются четыре подпружные арки и свод. В алтаре южного придела находится конха, а в северном приделе, плоское перекрытие.