Собор був спроєктований в неовізантійському стилі, в його основу було покладено хрест. Собор повинні були увінчати тринадцять золотих куполів. Будівельний комітет, розглянувши і схваливши проєкт, відправив креслення до Петербурга, де його затвердив особисто Олександр II.