Церковь расположена в центре обширной предзаводской площади, что позволяет хорошо воспринимать её как памятник архитектуры.

В декабре 1832 года была получена грамота на строительство заводской церкви в честь Нерукотворного образа Спасителя. В 1835 году освятили первый северный Екатерининский придел теплого храма. Второй престол в трапезной, посвященный Рождеству Иоанна Предтечи, был освящен в 1843 году. Работы над главным Спасским престолом в холодном храме завершились лишь в 1858 году. Хотя некоторые источники утверждают, что в 60-х годах XIX века здание церкви подверглось реконструкции, обследование памятника этого не подтвердило. Кирпичные стены были оштукатурены и побелены, местами использовался охристый колер. На сегодняшний день утрачены световой барабан с куполом, верхняя часть четверика и глубокие четырехколонные портики, отмечавшие порталы холодного храма. От колокольни сохранился только нижний ярус, который служит притвором. Церковная ограда полностью разрушена. Первоначальная композиция храма, выполненная в стиле «ротонда на четверике», а также фасадный декор, характерны для провинциального зрелого классицизма. Автор проекта неизвестен, но, вероятно, это был заводской архитектор тех лет.

Значительные утраты памятника и отсутствие достоверных изображений не позволяют подробно описать его архитектурный облик. Без вертикальных акцентов здание кажется скучным и на первый взгляд заурядным. Это впечатление усиливает прямолинейность объемов и скромный фасадный декор. Однако, изучая памятник и представляя его в полном объеме, а также анализируя окружающую застройку, можно увидеть стилевую гармонию и ансамблевый замысел застройки площади.

План здания расширяется с востока на запад. Основное пространство храма соединено широкой аркой с полукруглой алтарной частью, перекрытой конхой с надоконными распалубками. Переход к ротонде, вероятно, осуществлялся через треугольные паруса, а ротонду венчал купол со световым кольцом барабана. На западе четверик соединяется с трапезной через двойной арочный проем. Квадратная трапезная имеет в восточной части придельные алтари, образованные столбами, соединенными с арками. Экседры и ниши в стенах придают интерьеру пластичность. Система сводов трапезной опирается на боковые стены и сочетается с перекрытиями восточных ячеек. Свод над притвором утрачен, а палатки имели плоские деревянные перекрытия.

Широкие пилястры на фасадах четверика указывают на оси утраченных тосканских колонн. Апсида обработана рустом до уровня окон. Гладкие фасады трапезной разбиты на пять осей, помещенных в ниши с сандриками. Ниши под окна палаток имеют арочные завершения. Сандрики украшены лепным декором с растительными элементами. Ложные окна апсиды окрашены темной краской. Над карнизом возвышался аттик.

Утраченная ротонда имела двенадцать световых проемов и шесть ложных люкарн. Ее венчал высокий барабан с крестом. Верхние ярусы колокольни были оформлены сдвоенными лопатками и завершались кровлей с шпилем.

Фотография из районного музея показывает иконостас первой половины XIX века. Одноярусный иконостас, выполненный в едином стиле с храмом, отличался профессиональной композицией. Центральная часть с царскими вратами была оформлена в виде четырехколонного портика коринфского ордера. Над ним располагался аттик с аркой, в которой находились пять ниш с иконописными изображениями, вероятно, пророков.