Собор споруджено на пожертвування графа Станіслава Потоцького. Цей рід справив значний вплив не тільки на Тульчин, а й на інші поселення Вінницької області. Багато пам’яток культури існують завдяки цій графської сім’ї. Протягом багатьох років Потоцькі доглядали за храмом і самі призначали священнослужителів. Будівля виконана в класичному стилі. При церкві також є дзвіниця. Спочатку вона була дерев’яною, але в ХІХ столітті було прийнято рішення зробити її кам’яною. Хоча храм збудували понад двісті років тому, він не втратив первозданного вигляду, за що йому присуджено звання пам’ятки архітектури. Функціонує церква до сьогодні.