Архитектурно храм представляет собой первый в истории русского зодчества пример типа «корабль», характеризующийся строго осевым расположением алтаря, молельного зала, трапезной и колокольни над западным входом. В храме четыре престола: главный — в честь святых Жён-Мироносиц, приделы — в честь иконы Божией Матери «Знамение», апостолов Петра и Павла, а также преподобных Макария Желтоводского и Евфимия Суздальского.
В 1805 году к северной стороне трапезной был пристроен кирпичный двухэтажный придел, нижний этаж которого был освящён в честь апостолов Петра и Павла, а верхний — в честь Евфимия Суздальского. После пожара 1848 года была обновлена фресковая роспись интерьеров храма.
В советский период храм был закрыт, и в его здании размещался техникум лёгкой промышленности. В 1990-х годах здание было возвращено Нижегородской епархии, после чего начались работы по его восстановлению. К 2004 году были установлены новые купола и кресты, а в 2006 году — большой крест на колокольню.
В последующие годы были освящены различные приделы храма: в 2012 году — нижний храм в честь иконы Божией Матери «Знамение», в 2013 году — придел в честь апостолов Петра и Павла, а в 2014 году — главный придел в честь святых Жён-Мироносиц.
