Nhà thờ Phú Nhai mang đậm kiến trúc Gothic với những mái vòm nhọn đặc trưng.
Nhà thờ này thuở ban đầu có phong cách kiến trúc Gothic đậm dấu ấn Tây Ban Nha, sau được xây lại theo phong cách kiến trúc Gothic nước Pháp. Với chiều dài 80 mét, rộng 27 mét, cao 30 mét, Nhà thờ Phú Nhai được mệnh danh là Thánh đường lớn nhất Đông Nam Á.
Hai tháp chuông cao 44 mét đặt 4 quả chuông được đúc từ Pháp chuyển sang với trọng lượng lần lượt là: 2 tấn – 1.2 tấn – 0.6 tấn và 0.1 tấn.






