Nors mūsų dienas pasiekė šiek tiek pakitęs, bažnyčios pastatas aiškiai tebeliudija renesansinę dvasią. Bažnyčia yra lotyniško kryžiaus plano, vienanavė su transeptu ir presbiterija, užsibaigiančia šešiasiene apsida. Apibus presbiterijos glaudžiasi dvi vienodo dydžio zakristijos (šiaurinė anksčiau dar vadinosi lobynu), o iš kitos transepto pusės – dvi koplytėlės. Zakristijos bei koplytėlės 1924 m. perstatytos bei išplėstos.

Išraiškingiausias vakarinis bažnyčios fasadas. Čia dominuoja pačiame viduryje stovintis bokštas. Pirmasis bokštas buvo penkių tarpsnių, kiek siaurėjantis į viršų. Renesanso epochai ypač būdingas bokšto skaidymas į tarpsnius horizontaliomis linijomis – karnizais. Kiekvienas tarpsnis kitoks. Virš mūrinės bokšto dalies stiebėsi puošnus profiliuotas šalmas. Jis buvo varpo formos, dviejų dalių. Apačia grakščiai lenkta, banguoto kontūro, viršun siaurėjanti, viršus mažesnis, ištęstas ir persmauktas. Per vidurį buvo medinė ažūrinė, išvisų pusių atvira rotonda, skirta apžvalgai, o prireikus ir aplinkai ar priešui stebėti. Renesanso epochoje tokios formos viršūnės buvo gana dažnos Vidurio Europos šalyse.

ARCHITEKTŪRA

1880 m. į bažnyčios bokštą trenkus žaibui, jo medinė viršūnė sudegė. Bokšto viršus atstatytas kitoks: jis neteko grakštaus, žaliai dažyto varpo formos šalmo ir buvo uždengtas kur kas paprastesne, aukštos aštuoniakampės piramidės pavidalo smaile su stoglangiais ir trikampiais frontonėliais. Mūrinė dalis paaukštinta vienu tarpsniu – pastatytas šeštas aštuoniasienis tarpsnis, suskaidytas pusapskritėmis nišomis ir mažesniais langais. Pastogė apjuosta gana ryškiu karnizu.

Abu šoniniai bažnyčios fasadai vienodi. Jiems būdingas ryškus kontrastas tarp stambaus pagrindinio tūrio ir aukšto bokšto. Ryškiai išsiskiria čerpėmis dengtas stogas, statūs transepto frontonai. Sienas skaido aukšti ir gana siauri piliastrai. Iš viršaus juos jungia dvigubos pusapskritės arkutės, per vidurį paremtos ištęstomis konsolėmis, siaurėjančiomis į apačią ir pereinančiomis į apskritų langų raktus.

Bažnyčios langai dvejopi. Apatiniai vidutinio aukščio, su pusapskritėmis sąramomis. Viršutiniai – apskriti, apšviečiantys vidaus galeriją. Pastarieji ne visur vienodi: šoniniuose fasaduose didesnis, galiniame mažesni. Tokio formos langai būdingi Renesansui, ypač Italijoje. Bažnyčiai jie teikia dar ir savotiškos tvirtovės su šaudymo angomis įspūdį.

Gynybinis pobūdis – didžiausia Šiaulių katedros vertė ir originalumas. Šitai lėmė renesansinio stiliaus tradicijos ir praktinė būtinybė – sakralinių pastatų lobynai viliodavo plėšikus, bažnyčios dažnai nukentėdavo ir per protestantų riaušes. Pastatas tarsi pritaikytas gynybai: iš šventoriaus vartų bokšteliai, ir didžiojo bokšto erkeriai yra su šaudymo angomis. Galerija įrengta taip, kad suptų bažnyčios vidų iš visų pusių, ir užeina net už didžiojo altoriaus. Apskritieji langai, prie kurių ji prieina, prireikus galėdavo tapti šaudymo angomis. Be to, iš galerijos per vargonų chorą tiesiai patenkama į bokštelius – erkerius. Vis dėlto pastarųjų gynybinis pobūdis gana formalus: šaulių nišos labai supaprastintos, nepatogios, šaudymo angos tik tiesios, nenukreiptos žemyn, šoninių pastato sienų neflankuoja.