Здание является интересным примером четырехстолпного храма зального типа в стиле барокко. Представляет собой одноэтажный, прямоугольный в плане объем, завершенный вальмовой крышей с перепадом, увенчанной барабаном и колоколовидным барочным куполом с декоративной золоченой главкой на тонкой шейке. К объему примыкают: с востока полукруглая апсида с полуконической кровлей, с запада – широкое входное крытое крыльцо-паперть.

В 1828 г. была закрыта и снесена вместе с колокольней летняя Троицкая церковь. В 1931 г. закрыта Знаменская церковь. Тогда же было разобрано ее завершение – барабан с куполом. До 1990-х гг. в здании располагались различные организации: Народный дом обороны, планетарий, отделение банка.

В 1998 г. оно передано в пользование приходу церкви. В 2004 – 2006 гг. в Знаменской церкви проведены ремонтно-восстановительные работы: устроено новое входное крыльцо-паперть (по внешнему виду отличается от первоначального). Возведено завершение (барабан с куполом), выполнены наружные и внутренние отделочные работы.

Прежнее внутренне убранство храма не сохранилось. Отделка помещений, выполненная заново при восстановлении церкви, отличается простотой. Установленный в храме главный и придельные трехъярусные резные иконостасы выполнены в 2005 г. С 2006 года в здании вновь проводятся богослужения.

Знаменская церковь является памятником градостроительства и архитектуры регионального значения.