Один из замечательных храмов 2-й половины XVIII века на Брянщине в стиле пышного украинского барокко. Монументальное здание сооружено из кирпича на фундаменте из местного камня и оштукатурено снаружи и внутри. Обновлено в 1889 г. после того, как пострадало от удара молнии. К настоящему времени утрачены часть алтаря, кровли и купол с главой.
Собор принадлежит к типу крестообразных в плане однокупольных храмов, характерных для архитектуры Левобережной Украины конца XVII-XVIII века. Основной объем образован четырьмя мощными пятигранными рукавами в два света, средокрестие которых увенчано высоким световым восьмериком. Центричность общего построения нарушают небольшие пониженные объемы дьяконника и жертвенника по сторонам алтаря в виде заканчивающихся полукружиями боковых апсид. Живописность и выразительность завершению придавали фигурные кровли рукавов (сохранились их оригинальные фронтоны с венчающими барабанчиками стройных главок) и типично украинский грушевидный купол восьмерика.
Нарядный барочный декор фасадов состоит из своеобразных рустованных лопаток с филенчатыми нишами, охватывающих углы объемов, мощных полуколонн между рукавами креста, широких антаблементов и вычурных фигурных фронтонов над пятигранниками, украшенных в тимпанах арочными нишами. Внизу граней стен помещены крупные арочные ниши с простыми обрамлениями, трактованные как ложные окна; над ними - арочные окна, заключенные в пышные наличники с полуколонками по бокам и треугольными фронтонами, дополненные внизу и вверху штукатурными кругами-розетками. Типичны для украинской архитектуры и порталы в рукавах креста со скошенными верхними углами и филенчатыми нишами по сторонам. Аналогичный декор восьмерика, прорезанного арочными окнами, усилен бриллиантовым рустом угловых лопаток и треугольниками во фризе антаблемента. Штукатурная отделка фасадов середины XIX века придает всем деталям излишнюю сухость и измельченность.
В интерьере высокие пятигранные рукава креста перекрыты сомкнутыми сводами с распалубками. Они полностью открыты в центральную квадратную в плане часть храма, образуя сильно развитое в высоту единое пространство. Подпружные арки рукавов, опирающиеся на угловые пилоны со срезанными внутренними углами, несут при помощи плоских парусов восьмерик с сомкнутым сводом. Многочисленные окна верхней части рукавов и восьмерика насыщают огромное помещение храма светом. Жертвенник и дьяконник, имеющие коробовые своды с конхами, соединены проемами в боковых стенах с алтарем.
В соборе хранилась чудотворная икона Новодворской Богоматери, пожертвованная обители при ее основании Черниговским архиепископом Лазарем Барановичем.