Строительство храма было завершено в 1802 году на средства графа Ильи Андреевича Безбородко, который являлся владельцем местной усадьбы.Существует предположение, что в проектировании храма принимал участие известный архитектор Джакомо Кваренги, однако документальных подтверждений этому не обнаружено.
Архитектурное решение храма выполнено в стиле зрелого классицизма и отличается оригинальной центрической композицией. Основной двусветный четверик имеет встроенные в углах массивные цилиндрические объёмы, между которыми расположены ризалиты с фронтонами; три из них служат входами, а четвёртый, алтарный, дополнен полукруглой апсидой. Здание увенчано крупным восьмигранным куполом со световым фонарём, завершённым небольшой главой с крестом. Угловые цилиндрические башенки-барабаны с полусферическими кровлями и главками придают сооружению уникальный облик. Западные башенки служат для размещения колоколов, тогда как восточные являются глухими.
Внутреннее пространство храма организовано крестообразно, с мощными угловыми пилонами и короткими рукавами креста, перекрытыми цилиндрическими сводами. Центральное помещение квадратное в плане со срезанными углами, завершено крутым восьмилотковым сводом с узкими диагональными гранями и отверстием светового фонаря аналогичной формы. В угловых частях расположены небольшие круглые помещения со сферическими куполами, соединённые узкими проходами с рукавами креста. В восточных помещениях находились жертвенник и дьяконник, в юго-западном — лестница на хоры с деревянной балюстрадой, северо-западное, вероятно, использовалось под кладовую.
Отделка интерьера характеризуется великолепной штукатурной работой и росписями, выполненными клеевыми красками в начале XIX века. Лотки свода украшены перспективно сокращающимися к центру восьмигранными кессонами с античными головами и ангелами. На ребрах свода размещены сложные трёхчастные росписи с изображением церковных атрибутов. Фриз нижнего антаблемента декорирован венками, ритмично опоясывающими стены основного помещения и алтаря. Роспись стен имитирует отделку мраморными панелями. Фрагментарно сохранился иконостас начала XIX века с изысканной золочёной резьбой; иконы, по некоторым сведениям, принадлежали кисти О.А. Кипренского и были написаны масляными красками на холсте.