Костёл выполнен в камне, в плане представляет вытянутый крест с овальной центральной частью, две радиально расположенные часовни, прямоугольными алтарём и притвором. Венчает костёл огромный эллиптический купол, который поддерживают восемь пар мощных сдвоенных колонн. Сильно развитый карниз и декорированный фронтон портала делают фасад динамичным и экспрессивным. Этот эффект усиливают скульптуры на фронтоне, выполненные в разных ракурсах.

В архитектуре костёла проявилось влияние собора Свтого Петра и костёла Марии ди Монте Санто в Риме, собора Святого Доминика в Болонье, костёлов Святого Карла Боромеуса и Святого Петра в Вене.

В интерьере костёла роскошный барочный алтарь украшают четыре большие статуи, исполненные художниками круга М.Палейовского. Галереи и лоджии украшены деревянными статуями работы львовских скульпторов второй половины XVIII века. В интерьере сохранилось первоначальное скульптурное оформление К. Фессингера. Есть несколько ценных памятников искусства: мраморное надгробие Ю.Дунин-Борковской работы известного датского скульптора Б.Торвальдсена (1816), памятник галицкому губернатору Ф.Гауэру работы А.Шимзера (начало XIX века), памятник польскому художнику А.Гротгеру работы В.Гадемского (1880).

К костёлу примыкает здание монастырских келий, перестроенное заново в 1556—1621 годах и восстановленное после пожаров 1766 и 1778 годов.