Architektura Gmach miał być wzorowany na rzymskiej bazylice św. Pawła za Murami. Podobieństwo jest jednak bardzo małe i dotyczy partii wnętrza budynku nawiązującego do typowych bazylik wczesnochrześcijańskich. Świątynia jest orientowaną bazyliką o długości 65 metrów, szerokości 30 i wysokości 22 metrów.
Architekt nadał mu formy historyzującego modernizmu i klasycystyczną fasadę. Liczy ona dwie kondygnacje i poprzedzona jest złożonym z dziesięciu kolumn portykiem ustawionym na wysokim stylobacie, kryjącym ogromny dolny kościół mogący pomieścić 10 tysięcy osób. Po północnej stronie budynku wzniesiono kaplicę NMP Wspomożycielki Wiernych. Jest ona wzorowana na kaplicy zbudowanej przy rzymskiej bazylice św. Jana na Lateranie.
24 kolumny wykonane z granitu włoskiego, ustawione w dwóch rzędach i oddzielające nawę główną od naw bocznych, zostały pierwotnie wykonane dla bazyliki św. Pawła za Murami. Okazały się jednak za krótkie i zostały zakupione przez fundatorkę na potrzeby budowanej świątyni.
Wystrój wnętrza jest dziełem kilku malarzy, m.in. nawa główna z obrazami w plafonach i stacjami Drogi Krzyżowej została wykonana przez małżeństwo Oźminów.