教堂穹顶由孔雀蓝色的一大四小五个鼓形圆穹顶组成，主穹顶高达35米，与奶白色的墙面形成强烈对比。教堂南侧还有一幢三层楼的神职人员宿舍。1949年5月，伊望主教离沪去美。1951年5月，杜润臣主教开始主持上海教区。1965年3月3日，杜润臣主教去世，中华东正教会上海教区和圣母大堂随之停止活动，当时俄国侨民几乎已经全部离开中国。1966年文化大革命”及“破四旧”开始，已经空关的圣母大堂内圣像画被毁，穹顶的十字架被拆除，由上海电真空器件研究所占用，改为仓库。1988年，该教堂得到初步修复。1994年3月18