Архитектурно здание представляет собой двусветный четверик, увенчанный высоким сводом с малым восьмериком.К основному объёму примыкает небольшая трапезная, соединённая с колокольней, состоящей из двух уменьшающихся четвериков.
В тёплой трапезной части храма были устроены два придела: с правой стороны — во имя Казанской иконы Божией Матери, с левой — во имя святителя Алексия, митрополита Московского. Особым почитанием среди прихожан пользовалась резная икона Спасителя, сидящего в темнице. Вследствие малочисленности и бедности прихожан, с 1875 года храм был приписан к церкви села Архангельское, а с 1879 года — к церкви села Крюково, расположенной в пяти верстах от Медвенки. Таким образом, собственного причта в селе Медвенка не имелось.
