Казанский собор выстроен из кирпича в лицевой кладке с обильным применением белого камня. Фасадное убранство в русско-византийском стиле соединяет в себе элементы древнерусского зодчества, отзвуки барокко (в рисунке фронтонов порталов) и классицизма.
Объёмная композиция церкви состоит из крупного двухсветного четверика храма с пониженной прямоугольной апсидой, грузной широкой трапезной со срезанными восточными углами, и небольшого притвора. Четверик, покрытый гранёной кровлей с полицей на краях, увенчан небольшой главкой. Такая же глава установлена над трапезной. Фасады четверика храма расчленены на три прясла мощными пилястрами, над которыми проходит широкий раскрепованный карниз. Килевидные закомары прясел утоплены в стенах верхнего полуяруса, завершённого массивным кирпичным карнизом с сухарями. На боковых фасадах храма в средних, более широких членениях расположены порталы с арочными проёмами входов. Фигурные фронтоны порталов (с прогибающимися профилированными скатами) опираются на массивные пилоны. По сторонам входов, в боковых пряслах размещены сдвоенные арочные окна под общим обрамлением. Во втором световом ярусе четверика в аркатурно-колончатом поясе расположены узкие тройные окна. По сторонам от них стены боковых прясел, как и поле закомар, украшены белокаменными кольцами. Фасады трапезной, завершённые широким карнизом с мелкими ширинками во фризе, расчленёны высокими окнами с пилястрами в простенках. На углах трапезной, апсиды и притвора пилястры сдвоены. Арочные проёмы, опирающиеся на выступ цоколя, украшенный по всему периметру здания филёнками, обрамлены колонками с перехватами. Трёхчастный западный фасад притвора завершается крупными кокошниками.
Вытянутое по продольной оси помещение храма перекрыто парусным сводом, на арках, переброшенных между мощными угловыми пилонами. Из храма в алтарь с цилиндрическим сводом по оси север-юг, и в обширную четырёхстолпную трапезную ведут арочные проёмы. В центральнай ячейке трапезной, образованной широко расставленными столбами и в рукавах креста своды парусные, а в угловых компартиментах – крестовые. Окна и входные проёмы помещений церкви обрамлены тянутыми штукатурными наличниками.
На стенах и сводах основного объёма частично сохранилась масляные академические росписи кон. 19 – нач. 20 вв., вероятно, мастерской Н.В. Шумова. Колорит построен на контрасте насыщенных цветовых пятен композиций и приглушённого фона декоративной живописи: рам и немногочисленных орнаментов. В иконографии росписей проявился интерес к отечественной истории и теме женского подвижничества. Наряду с широко распространёнными сюжетами богородичного цикла и сценами прославления Казанской иконы Богоматери, росписи включают редкие сцены из жития преподобномученницы Евгении, покровительницы двух настоятельниц монастыря в 1781 г. и кон. 19 вв. Сюжеты размещены на розово-охристом фоне и заключены в профилированные рисованные рамы с цветными тенями и тонкими высветлениями в жемчужном колорите. Часто используется изящный орнамент в виде гризайльной плетёнки.
Свод основного объёма занимают четыре большие композиции: «Коронование Богоматери» (восток), «Покров» (север), «Взятие Богоматери на небо» (запад), «Успение» (юг). Росписи свода и верхней части стен выполнены в укрупнённом масштабе, фигуры выглядят монументальнее. Росписи на северной и южной стенах расположены в трёх ярусах. В центре верхних частей стен в круглых медальонах написаны изображения святителей Василия Рязанского (на северной) и Иоанна Златоуста (на южной). Под ними помещены фигурные филёнки, заполненные растительным орнаментом, с равноконечными крестами между ними. В двух основных ярусах размещены по две большие композиции. В нижнем ряду они заключены в прямоугольные рамы, в верхнем – в рамы с полукруглым завершением. Второй ярус занимают сюжеты «Благовещение», «Введение во храм» (северная стена), «Рождество Богородицы» и «Сретение» (южная). Соответственно в нижнем написаны композиции: «Прославление Казанской иконы», «Список иконы подносят царю Ивану Грозному», «Чудеса от Казанской иконы», «Обретение Казанской иконы». Иконография отличается попытками исторически достоверно изобразить костюмы, детали интерьера и утварь 16 в. На западной стене над аркой представлен многофигурная композиция «Прибытие Божией Матери на Афон», вписанная в полукруг. На внутренней поверхности широкой арки из четверика в трапезную, расположено четыре сюжета, а в центре в рост написана фигура Богоматери с Христом-младенцем на руках, стоящая на полумесяце. Данная иконография (Мадонна Апокалипсиса), восходит к западноевропейским образцам и имеет сходство с иконой «Богоматери Виленской». На северном склоне арки изображены композиции «Явление Христа святой Евгении» и «Бегство в Египет» (по гравюре Ю. Шнорра фон Карольсфельда), на южном им соответствуют – «Евгения поучает жен о девстве» и «Встреча Марии и Елизаветы». В трапезной до настоящего времени дошла орнаментальная гризайльная монументальная живопись и лепные розетки, к которым крепились паникадила. В храме находилось три не сохранившихся ныне иконостаса, выполненных в 1870 г.
Подвал под трапезной перекрыт цилиндрическими сводами вдоль стен и крестовыми сводами на углах. Для отопления здесь установлены калориферные печи. Вход в подвал расположен в южной стене трапезной.
http://svodokn.ru/object/107871237?open=true