Церковь Всех Святых - двухъярусное сооружение. В первом ярусе устроены Экономические ворота, получившие свое название в связи с их хозяйственным назначением. С обеих сторон их проезжей части были помещения для охраны, в восточной - размещалась пономарня. Второй ярус занимает сама церковь, имеющая вертикально-пирамидальную композицию, которая основана на плане равноконечного креста и состоит из пяти стройных, направленных вверх объемов, завершенных восьмигранными барабанами с грушевидными позолоченными куполами.Такое конструктивное решение дало возможность создать все четыре фасада равнозначными. Композиционным центром каждой плоскости стены является узкое окно. Центр западного, северного, восточного и южного фасадов определяет окно с люкарней над ним. Люкарна имеет вид креста с короткими округленными концами. Двадцать окон, расположенных в одном ярусе, ритмично чередуются с пилястрами, выступающими на углах строения. Углы срезаны, а пилястры имеют оригинальные капители с загнутыми вверх волютами.
Церковь Всех Святых декорирована в стиле раннего барокко и отличается богатым художественным оформлением стен. Но, в отличие от Успенского собора и Троицкой надвратной церкви, где изобилуют растительные мотивы, в декоративном украшении церкви Всех Святых используются исключительно геометрические элементы.
В церкви Всех Святых средний купол, как и боковые, с восьмигранным барабаном, но более высокий и мощный. В каждом барабане по восемь окон такой же формы, как и в храме, но без наличников. Барабаны украшены профилированными карнизами, ниже которых расположены пояса из керамических глазурованных розеток. Восьмиугольная верхняя часть куполов переходит в глухой фонарь с увенчанной четырехконечным крестом изысканной маковкой. Крыша церкви, купола и маковки покрыты квадратными железными листами. Позолота куполов, маковок с крестами выполнена из листового золота.
