Однокупольный храм, украшенный терракотовым фризом, отличают изысканные пропорции. В его интерьере, на одном из столпов, сохранился фрагмент росписи конца XV века. Многоярусная колокольня была построена в XIX веке.
Рядом находится кирпичный Никольский собор, возведенный в конце XIX века с использованием архитектурных мотивов XVII века по проекту архитектора К.А.Тона. В 1880х годах была завершена резная ограда соборного комплекса с декоративными угловыми башнями. Сейчас в храме размещаются фонды Волоколамского историко-архитектурного музея.
Экспозиция музея Волоколамского кремля представляет историю края с IV в. до н.э., с периода появления первого человека на территории северо-запада Подмосковья. Бесспорным интересом пользуются фрагменты экспозиции, посвященные периоду образования города (1135 г.), истории возникновения Иосифо-Волоцкого монастыря (XV в.), жизни и деятельности преп. Иосифа Волоцкого (1439-1515 гг.), истории дворянских усадеб края: Муравьевых-Романовых (с. Осташево), Гончаровых-Чернышевых (с. Ярополец).