Успенский собор представляет собой монументальный центрический храм, выполненный в стиле позднего классицизма. Основу его композиции составляет квадратный в плане четверик, установленный на цоколь и увенчанный четырехгранной купольной кровлей. Алтарь и притвор оформлены как прямоугольные выступы, напоминающие ризалиты с фронтонными портиками: восточный украшен пилястрами, а западный, колоннами. На боковых фасадах расположены четырехколонные портики боковых входов с фронтонами, что создает симметрию по обеим осям здания. Прямоугольные проемы между колоннами, частично ложные, размещены в два яруса. Нижние окна, заметно более высокие, аналогичны тем, что находятся на флангах фасадов. Декор отличается лаконичностью и крупными формами. Боковые стены притвора украшены рустом, а крупный руст обрамляет фланговые окна, визуально увеличивая их размер, и завершается полуциркульной аркой с небольшими ушками и сережками. Строгий тосканский ордер портиков гармонирует с развитым антаблементом, дополненным мелкими двухступенчатыми консольками, и широким гладким аттиком, который служит основанием купола. Внутри храма четыре столба сложного профиля поддерживают сферический купол на парусах. Между столбами и стенами перекинуты подпружные арки. В апсиде находится полуциркульный свод, а остальные перекрытия плоские. В западной части храма сохранились две кафельные печи, обрамленные общим для всего интерьера карнизом.