Kirken fra 1628
Kirkens utseende kjennes ikke i detalj. Vestre korsarm har hatt vestportal, men det uvisst om kirken har hatt andre portaler. Våpenhus omtales uten angivelse av plassering. Kirken ble tekket med sten 1677, men 1963 ble det klaget over lekkasje i kirken. Samtidig ble det påpekt at vinduene var små og ga dårlig lys og at tårnet var uanselig. Det ble videre hevdet at kirken tross reparasjon var i dårlig forfatning og at den dessuten var for liten.

Kirken fra 1708
I 1707 søkte menigheten kongen om tillatelse til på egen bekostning og rive den gamle og forfalne trekirken og å reise en ny trekirke på den gamles tomt. "...Saasom grunden er af den Bashaffenhed at en Steen-Kircke derpaa icke kan oppsættis...". Tillatelsen ble gitt, og 19 desember 1708 kunne den nye trekirken innvies.
Den ble laftet opp av tømmer og ble en forholdsvis stor korskirke. Vestre korsarm var oppført inn mot østsiden av stentårnet fra 1699, som uten større forandring kom til å tjene som vesttårn i den nye kirken. Alle 4 korsarmer var ca. 12m brede, og østre arm, som utgjorde koret, var ca. 12m lang. Tverrarmene var ca. 9m lange og vestre arm ca. 8m lang. Veggene var ca. 6m høye og bar sadeltak som skar seg stjerneformet sammen over krysset. De 4 korsarmene var overdekket med flatbuede tretønnehvelv som skar seg sammen på samme måte. Arkitekt Chr. H. Grosch leverte forslag til forandring i kirken 1839, og arbeidene ble avsluttet 1843.
Kirkens tømmervegger ble panelt innvendig 1717. Grosch's skisser viser at veggene i de 4 korsarmer var bundet sammen oventil med vannrette bjelker som spente tvers over armen.
Vestre korsarm og tårnet hadde vestportal og begge tverrarmene hadde portal i gavlen. I 1709 nevnes at kirken hadde to våpenhus, antagelig ett foran hver av tverrarmenes portaler, men de må i så fall være revet i løpet av 1700-årene.
Alle 4 korsarmene hadde ett vindu i hver langvegg, og koret og tverrarmene hadde to vinduer i gavlveggene. DEssuten hadde hver av disse 3 korsarmene 3 vinduer i gavlveggene like under hvelvet.

Kirken fra 1871
Etter brannen 1866 ble det bestemt at den nye kirken skulle reises på Album-løkken noe lenger øst i byen, hvor byens nye sentrum var ved å ta form. For enden av den nye bybroen ble byens nye torv lagt ut i det svakt stigende terreng mot nord fra elven. To nye monumentalbygg, brannvakten og rådhuset, fikk sin plass vis-a-vis hverandre ved torvets øvre ende, og i en akse trukket mellom dem fra broen gjennom torvet, ble det lagt ut tomt for den nye kirken. Kirketomten ble trukket noe tilbake fra torvet mot nord helt opp til fjellfoten for Bragernesåsen. Det bel utlyst internasjonal arkitektkonkurranse om ny kirke, og 1867 ble den svenskættede arkitekt E. R. D. Norgrenns utkast til nygotisk langkirke i upusset tegl belønnet med 1. premie. For å gi kirken den ønskede monumentale virkning i det nye bysentrum dreiet Norgrenn kirken slik at koret vender mot nord, mens tårnet for sydenden av skipet vender ut mot torvet og danner fonden for aksen mot broen. Byggearbeidene kom igang 1869 med H. Guttormsen og G. Keppler som ledere av henholdsvis mur- og trearbeidene. Kirken ble innviet 12 juli 1871.
Kirken er en stor langkirke av tegl med langt skip, kor i nord og tårn i syd. Koret har tresidet avslutning mot nord og birom på øst- og vestsiden. Skipet har to rader av murte pilarer som deler rommet i et midtskip og to sideskip. Sideskipenes søndre fag er utformet som trappetårn og flankerer det høye hovedtårn foran skipets sydgavl.
Kirkens teglmur hvilder på fundament av tuktet, rød granitt som bærer et høyt sokkelskift av granitt. Sokkelskiftet har et S-formet profil i halv høyde og avsluttes med en fas mot teglmuren. Utvendig står teglmurene upusset, men innvendig er de pusset og malt. Ca. 3m over terreng har skipets og korets murer et horisontalt murbånd som er trukket med kobber utvendig og markerer en innsnevring av murtykkelsen. Oventil avsluttes murene utvendig med et gesimsprofil som krager ut i tre trinn. Murene fagdeles av utvendige lisener som korresponderer med innvendige pilastre. Lisenene, som har fundament og sokkel forkrøppet ut fra grunnmuren, avtrappes i to trinn og fortsetter som fialer over murkronen.
Skipets langmurer er delt i 6 fag. Hvert fag har ett stort vindumed spissbuet overdekning. Vindussidene har profiler murt av formtegl. Profilene fortsetter over i bueoverdekningen uten markering av vederlag. Vinduene har støpejernsrammer med spissbuer og sirkler oventil. Vinduene sitter i nisjer som fortsetter under ålbenken og avsluttes mot murbåndet. I feltene under vinduene har nisjene blendinger med spissbuemotiver. Korets 3 nordvendte murer har ingen vinduer, men langmurene, som er delt i 3 like store felter, har ett sirkulært vindu i øvre del av hvert felt. Under de sirkulære vinduene har murene innvendig spissbueoverdekkede nisjer, flankert av slanke søyler som ender i fialer og bærer korsblomstkronede vimperger (prydgavler). Nordre nisje i hver langmur har spissbuet vindu, mens de to søndre nisjene gir plass for evangelistskulpturer i marmor. Under nisjenes sælbenker har kormurens innside en spissbuefris som også fortsetter over korets 3 nordvendte murer. Koret åpner seg mot skipet med en bred og høy spissbueavdekket åpning.
Skip og kor avdekkes av teglmurte krysshvelv. De slanke, hvelvbærende piller har 8-bladformet tverrsnitt. De er murt av formtegl og hviler på høye plinter av huggen granitt. Kapitélene har profilerte ledd som danner en stjerneformet krans rundt pilarene i vederlagshøyde. Murenes pilastre er utformet som halve pilarer og har kapitéli samme nivå som dem. Både midtskip og sideskip har krysshvelv med gurtribber og diagonalribber som er murt av formteglog deler hvert hvelvfag i 6 kapper. Pilarer, pilastre og ribber står upusset, mens murer og hvelvkapper er pusset. Takstolene i skipet består av sperrer og hanebjelker og understøttes av to langsgående murer som bæres av de hvelvbærende pilarer. Sperrene hviler på vannrette bjelker som går fra langmurenes krone til de langsgæende støttemurer. De midtre hanebjelker får støtte av loddrette stolper fra de langsgående støttemurene. Takene er tekket med skifer.
Tårnet foran kirkens sydgavl har kvadratisk grunnplan og diagonalstillede hjørnepilarer med kraftig fremsprang. De tykke tårnmurene er trinnvis avtrappet i høyde med skipets gesims og møne. Tårnfoten tjener som forhall foran midtskipets sydportal. Den har spissbuet overdekning og overlys med gotiserende masverk over den rektangulære, tofløyede dør med gotiserende listverk. Tårnets annen etasje har ett stort spissbuet vindu i hver av de 3 fri murer. I høyde med skipets møne er tårnmurene trukket inn. Murene i tårnets øvre del har hjørnepilarer som bærer fialer, og murene avsluttes med høye gavler. Klokkestuen i øverste etasje har høye og slanke lydglugger med spissbue. Den høye og slanke tårnhjelmen er tekket med kobber.