Hiện nay, nhà thờ này tọa lạc ở phường Phú Nhuận, thành phố Huế. Khuôn viên nhà thờ rộng và có hình tam giác, đỉnh là ngã ba đường Nguyễn Huệ và Nguyễn Khuyến. Phía trước có tượng Chúa Giêsu, phía sau bên trái là hang Đức Mẹ sinh chúa Hài Đồng. Mặt bằng kiến trúc chính sâu 70 m, bề ngang từ 15–37 m. Vật liệu chính xây nhà thờ là bêtông và đá xanh, mái lợp ngói đất nung.

Mái nhà thờ cao 32m, chính giữa nhà thờ là tháp chuông (điều khiển bằng điện) gồm ba tầng và một chóp có độ cao 53 m. Đỉnh chóp nhọn vươn thẳng kết hợp với phần thân lợp ngói có mái, kiến trúc của nhà thờ là sự tổng hòa kiến trúc đông - tây.

Hành lang hai bên dài 26 m, rộng 4,2 m. Cung Thánh sâu 8,5 m, bàn thờ chính giữa làm từ đá cẩm thạch được khai thác từ Ngũ Hành Sơn với kích thước 3,6 x 1,2 x 0,29m. Cạnh đó có 2 bàn thờ nhỏ cũng làm bằng loại đá quý này.

Kiến trúc đặc biệt của nhà thờ là cửa rộng và không có vách. Phần hiên của thánh đường được thiết kế rất rộng, khi đông người dự lễ có thể mở rộng cửa, vì thế người ở ngoài hiên vẫn có cảm giác như đang trong thánh đường.[2]