Путешественник может заметить, что внешне храм напоминает Исаакиевский собор в Санкт-Петербурге. Это не случайно, так как автором обоих сооружений является архитектор Огюст Монферан.
Староярмарочный собор (полное название — Собор Всемилостивого Спаса и Происхождения честных древ Животворящего Креста Господня) построен в строгом соответствии с канонами стиля классицизм. Собор венчают пять куполов, барабаны которых украшены полуколонами ионического ордера.
В годы советской власти в соборе размещались склады и квартиры, поэтому иконостасы, колокола и роскошные росписи собора (авторы – А.Ю. Стасов и художники Арзамасской школы) утрачены.