Từ cổng vào chúng ta sẽ thấy được mặt trước của nhà thờ ở trên đồi

Nhà thờ được xây dựng từ năm 1930 cho đến 1943 theo phong cách châu Âu của thế kỷ 17, là sự kết hợp hài hòa giữa các kiểu kiến trúc phương Tây với kiến trúc dân gian của dân tộc thiểu số vùng Tây Nguyên. Bố cục kiến trúc nhà thờ có nhiều điểm cách tân so với các nhà thờ cổ điển phương Tây, vẫn là dạng mặt bằng chữ thập nhưng tỷ lệ có phần tự do hơn: chiều rộng 11m và chiều dài là 33m. Có hai đường bậc thang đi lên cửa chính và nhập lại ở sảnh chính.

Tiền đình được thiết kế là một hình tam giác cân, trên đỉnh nhọn của nóc mái có gắn một cây thánh giá, phía trước được tô điểm bởi các cửa vòm nhỏ hình lưỡi mác. Chính giữa mặt đứng, phía gần đỉnh mái có một cửa sổ hoa hồng hình tròn. Chi tiết này thường xuất hiện trong các nhà thờ của Pháp cuối thế kỷ XVII. Hệ thống mái, có hình dáng tựa như nhà rông của đồng bào dân tộc Tây Nguyên. Mái nhà có độ dốc khá lớn, được lợp ngói màu đỏ, sản xuất ở Việt Nam. Hệ vì kèo gỗ được chế tạo tinh vi góp phần vào việc hình thành một không gian nội thất trong nhà thờ. Các cửa sổ mái nhô ra từ phần mái lớn, vừa tạo những điểm nhấn duyên dáng cho một diện tích mái khá lớn, vừa là nơi gắn những tấm kính màu (xuất sứ từ Pháp) chiếu sáng cho không gian thánh đường thêm phần lung linh, huyền ảo.

Phần tường được xây bằng đá chẻ cao đến ngang bệ cửa sổ, theo kiểu kiến trúc vùng Normandie (miền Bắc nước Pháp). Tường dưới mái xây khá dày, các cửa được thiết kế sâu vào bên trong, do đó ở mặt bên của nhà thờ có thể nhận thấy rõ các mảng đặc - rỗng, sắc độ đậm - nhạt, sáng - tối, làm cho công trình càng thêm ấn tượng và độc đáo.

Từ khi hoàn thành cho đến nay nhà thờ chỉ dùng vôi màu hồng đậm để quét tường, sáng rực lên khi có ánh mặt trời chiếu vào, một màu sắc đặc trưng mà bạn không thể nào nhầm lẫn khi đến Đà Lạt.