Architektura, wystrój Kościół zbudowany z cegieł na planie krzyża. Z zewnątrz jest otynkowany. W narożach obniżonej kruchty znajdują się kręte schody prowadzące na emporę. Fasada główna jest flankowana podwójnymi pilastrami z głowicami kompozytowymi, zwieńczona półokrągłym tympanonem, w którym umieszczono kopię obrazu Madonna Sykstyńska Rafaela Santi, znajdującego się w Galerii Obrazów Starych Mistrzów w Dreźnie. Według legendy kopia jest dziełem Edwarda Śmigłego-Rydza. Pośrodku znajduje się portal wejściowy. Na portalu widnieje napis: „Chcąc Potockich Pilawa mieć trzy krzyże całe / Dom Krzyżowy na Boską wybudował chwałę”.
Do najcenniejszych elementów wyposażenia należy ołtarz główny, sięgający pod sklepienie prezbiterium. W kościele znajduje się pięć ołtarzy, m.in. cztery bocznych, jeden z których tematycznie związany z życiem Matki Boskiej.
Adam Bochnak przypisał projekt ołtarza głównego Piotrowi Polejowskiemu na podstawie jego podobieństwa do ołtarza w kościele Franciszkanów w PrzemyśluJan K. Ostrowski: Kościół parafialny p. w. Wniebowzięcia Najświętszej Panny Marii w Buczaczu. Cz. I. T. 1, s. 25..