1900年以后北京座堂的复古主义风格，建筑材料选用中式的青砖、灰筒瓦使得座堂整体风格颇具中国传统建筑的韵味，但建筑平面以及细节的处理却均为典型的欧洲建筑风格。座堂为南北走向长方形建筑，与紧邻的佟麟阁路平行。建筑平面为双拉丁十字形，南北走向的建筑主轴采取巴西利卡设计，两道东西走向的横翼，南侧的一道规模较大，亦采用巴西利卡设计，北侧一条比较短小。在南北走向的座堂主轴与两条东西走向的横翼的交点各自建有一座中式八角亭子作为教堂的钟楼和天窗。建筑的正门位于南侧山墙正中，山墙取中国传统建筑的硬山形式。正门两侧及门楣上方