Biserica este o construcţie solidă din piatră şi cărămidă groasă. Stilul arhitectural aparţine epocii decadente moldoveneşti, cu planul în formă de cruce, cu multe motive ce o face deosebită, între care şi cei patru pilaştri de la intrare ce susţin un frontal în formă triunghiulară, motive asemănătoare palatului Sturdzeştilor. La intrare, pe pronaos, se află un turn ce serveşte de clopotniţă, iar pe naos se găseşte o calotă mare.

Lungimea bisericii este de 32 metri, lăţimea de 17 metri, iar înălţimea turlei este de 37 metri. Pe pereţi sunt firide dreptunghiulare mari cât peretele, iar la cornişă ornamente în formă de pătrat sau romb.

Din vechea pictură murală s-au păstrat câteva icoane – ca sfinţii evanghelişti de la bolta naosului – ce au fost restaurate în anul 1986. Catapeteasma a fost lucrată în Atelierele Institutului Biblic, care a executat şi pictura icoanelor din ea.

Biserica a fost renovată în mai multe rânduri: în anul 1873, când au fost aduse şi înhumate lângă biserică rămăşiţele pământeşti ale Domnitorului Alexandru Ioan Cuza, apoi în anii 1907-1908, când Doamna Elena Cuza face un cavou în biserică, unde aşează osemintele Domnitorului unirii şi a celor doi fii adoptivi, Alexandru şi Dimitrie, iar în anii 1955-1958 a fost reparată după deteriorările din timpul războiului. Între anii 1986-1989 s-a executat pictura actuală a bisericii.