Храмовый комплекс включал в себя двухэтажный одноглавый храм с четырехскатной крышей. На первом этаже находилась церковь, посвященная святому мученику и Архидиакону Лаврентию, а на втором этаже были два престола: Вознесения Господня и Рождества Христова. Храм окружали крытые галереи с юга, запада и севера. Галереи с юга и севера поворачивали под прямым углом и заканчивались башенками. Западная галерея соединяла храм с колокольней, а южная, через башню с архиерейскими покоями.

Нижняя церковь была первым каменным сооружением на территории Лаврентьева монастыря, построенным в 1650 году. Она была повторно освящена в 1790 году после установки нового иконостаса, а в 1855 году освящена в третий раз и переименована в честь святого праведного Лаврентия Христа ради юродивого Чудотворца. Л. Кавелин описывал нижнюю церковь так: "При входе в храм ощущается атмосфера древнего Святилища. Коробовые своды, таинственный сумрак, одинокая лампада, все это создает ощущение покоя и простоты. Под балдахином находится рака, обитая медными посеребренными листами, с древним изображением святого Лаврентия в серебряной оправе."

С середины XVII до первой половины XVIII века второй этаж храма был деревянным и занимался Рождественской церковью, уничтоженной пожаром. После этого верхняя церковь была отстроена из кирпича. Время постройки каменной верхней церкви точно не установлено. Л. Кавелин указывает на 1739 год, ссылаясь на указ Московского Синодального Правления. П. Ляметри в "Памятной книжке Калужской губернии на 1861 год" указывает на 1780 год. Л. Кавелин отмечает, что освящение церкви произошло в 1780 году при архимандрите Никодиме. Документы о расходах на строительство относят возведение Рождественской церкви к 1776 году, но отдельной каменной Рождественской церкви в монастыре не было. Вероятно, речь идет о строительстве Рождественского престола верхней церкви.

Рождественский престол упоминается в документах задолго до 1776 года. В последней трети XVIII века к нижней церкви была пристроена кладовая, служившая основанием для более обширной верхней церкви. На строительство новой церкви было выделено 500 рублей, а на ремонт Рождественского престола с 1768 по 1773 годы потрачено 516 рублей.

Таким образом, в 1776 году Рождественский престол был не построен заново, а перестроен, что изменило облик храма. По воспоминаниям старожилов, нижняя церковь использовалась для служб в будние дни, а верхняя, в праздничные, когда в монастырь приходило много людей. Перестройка 1776 года устранила неудобства, связанные с небольшим объемом верхней церкви.

О внешнем виде верхней церкви можно судить по фотографиям и свидетельствам современников: "Двухпрестольный храм, надстроенный над нижней церковью и украшенный в стиле рококо, является украшением обители. Храм величественен снаружи, высок, светел и просторен внутри."

При большевиках церковь была разрушена до основания, и в настоящее время идет процесс её восстановления.