西什库教堂是一处中西合壁的建筑，教堂的主体建筑为一座三层哥特式建筑，顶端共由11座尖塔构成，建筑平面呈十字形，建筑面积约2200平方米，高16.5米钟楼尖端高约31米，曾经是北京内城最高的单体建筑，教堂建筑的正面有三个尖顶拱券形入口，入口拱门之间雕刻有圣若望和圣保禄等四圣像，建筑正立面上的门窗均用汉白玉石刻装饰，正门中央主跨上有一扇瑰丽的圆形玫瑰花窗，礼拜堂四周则有大小不一的80面玻璃花窗。