Это здание является уникальным примером провинциальной культовой архитектуры, где классические формы приобрели отчетливую местную интерпретацию. Храм занимает центральное место в композиции главной городской площади. Построенный из кирпича и оштукатуренный, он был возведен в 1809-1816 годах после пожара 1808 года, который уничтожил деревянную Георгиевскую церковь, стоявшую на этом месте с XVII века. До нее здесь находился древний Борисоглебский храм, известный с XVI века. В конце XVII века, а по другим данным в 1709-1716 годах, рядом была построена кирпичная шатровая колокольня, разобранная в 1930-х годах. Она находилась примерно в десяти метрах южнее трапезной нынешнего храма. Храм Крестовоздвиженский имел четыре престола: Георгия Победоносца, Бориса и Глеба, Федоровской иконы Богоматери и Трех святителей. Церковь, расположенная на высоком подклете, несмотря на утрату завершения, остается одной из главных архитектурных доминант, формирующих панораму Солигалича с противоположного берега реки. Здание, хорошо видимое со всех сторон, отличается внушительными монументальными пропорциями. В основе крестообразной композиции лежит вытянутый по продольной оси четверик храма, дополненный двумя симметричными приделами. С востока к храму примыкает полукруглая апсида, равная ему по ширине, а с запада, более широкая квадратная трапезная. Первоначально храм венчал стройный восьмерик с пятиглавым завершением, напоминающим местные деревянные церкви. Боковые приделы украшены шестиколонными портиками с треугольными фронтонами. Западный фасад трапезной также имел портик, дополненный в XIX веке небольшим притвором, замененным в 1930-е годы двухэтажной кирпичной пристройкой. Все объемы здания двусветные, с прямоугольными проемами на первом уровне и овальными на втором. Фасады оформлены упрощенными декоративными элементами. Колонны портиков с лепными композитными капителями стоят на высоких постаментах и поддерживают антаблемент с филенчатым фризом и широким карнизом, проходящим по всему периметру здания. Симы фронтонов дополнены поясами сухариков. В подклете и основном этаже конструктивная жесткость четверика усилена мощными угловыми пилонами, которые на западной стороне основного этажа стесаны. Храм соединен с апсидой, приделами и трапезной широкими проходами. Перекрытия трапезной поддерживают два столба с крестообразным сечением в основном этаже. Сводчатые перекрытия частично разобраны или скрыты поздними подшивными потолками. Полулотковые своды с распалубками видны только в основном этаже приделов. Оформление интерьера не сохранилось.