В Украине такой храм единственный. Сооружение проектировали архитекторы Вальтер Штюбхен-Кюхнер, Иосиф Летнер и Вирджил Ионеску. Они сделали его подобным главному православному валашскому храму XVI столетия в румынском городе Куртя-де-Арджеш – Успенскому архиерейскому собору, который был усыпальницей румынских королей. Стиль, в котором построены оба храма, называется брынковяну по имени господаря Валахии Константина Брынковяну (1654–1714 гг.). Этот собор отличается от других православных храмов еще и тем, что вход в него сделан с юга со стороны улицы Русской, а не с запада, как это заведено. Поэтому алтарь оказывается справа от входа. В соборе действуют три алтаря. Богослужение проходит на украинском, церковно-славянском и румынском языке. В советские времена храм как кафедральный собор и епископская резиденция не закрывался. Тем самым удалось сохранить специфический буковинский интерьер, витражи под куполами, резной старинный иконостас, святые мощи, иконы, храмовую утварь.