Храм представляет каменную 3-нефную крестово-купольную базилику с вытянутой апсидой, по сторонам которой расположены 2-этажные прямоугольные в плане сакристия, и с 2 гранёными часовнями. Главный фасад завершён треугольным фронтоном. Украшают здание глубокие ниши со скульптурами святых (Николая, Христофора, Франциска и Ксаверия). На главном фасаде храма - надпись на латыни: «Поклонюсь святому дому Твоему в страхе Твоем».
Интерьер костела имеет пышный декор, купол и своды расписаны фресками. Главный алтарь костёла украшен картиной «Тайная вечеря» художника Хески. Искусствоведы насчитывают среди росписей храма свыше 40 композиций. Они представляют библейские сказания, переполненные аллегориями. Среди них: «Встреча Авраама и Мелхиседека», «Соломон и царица Савская», «Авраам ведет Исаака на заклание», «Святое семейство», «Поклонение континентов» , «Пророк Исайя», «Благословение Илиёй Самуила», «Возвращение блудного сына». Перед алтарем размещена фреска «Апофеоз католической церкви». Над входом расположен орган, рядом фресковые росписи с изображением святых, играющих на музыкальных инструментах.
Украшают костел и скульптурные произведения - алтари Иисуса Христа и Девы Марии из мрамора, а также несколько памятников светской мемориальной пластики: памятники основателю храма Радзивиллу Сиротке и его детям. В неглубоком рельефе по камню изображен младенец, лежащий со скрещенными на груди руками на крышке гроба, усыпанного цветами, - это памятник первенцу Сиротки, скончавшемуся в двухлетнем возрасте. Большой надгробный памятник с бюстом поставлен в память о другом сыне Сиротки, умершем в 16-летнем возрасте от чумы в Болонье, где молодой князь учился в университете. Третье рельефное надгробие из песчаника, было выполнено после кончины Сиротки. Здесь основатель Несвижской ординации представлен в облике пилигрима, молящегося на фоне рыцарских доспехов. Внизу эпитафия, составленная самим Сироткой, в которой сказано, что перед лицом смерти никто не рыцарь.
Храм является родовой усыпальницей Радзивиллов. В подземелье под костелом, в крипте в гробах-саркофагах покоятся забальзамированные тела Радзивиллов многих поколений. Первым был здесь похоронен сам Сиротка в 1616 году. Несвижская усыпальница Радзивиллов – единственный в Восточной Европе некрополь исторической фамилии. Его заслуженно ставят рядом со знаменитой криптой Габсбургов в Вене и пантеоном испанских монархов в замковом комплексе Эскориале, близ Мадрида.
Одной из достопримечательностей костельного двора является «каплица Булгарина» или «башня убийцы». Поставлена она в начале XVIII века дедом русского литератора Фаддея Булгарина – Скандербеком Булгариным. Есть мнения, что в ней он и похоронен. История возникновения башни гласит следующее: поссорившись однажды с соседом, Булгарин убил его из ружья и очень сожалел об этом. По законам того времени, в соответствии с Литовским Статутом, он должен был уплатить «виру» и отдал семье убитого несколько деревень. А после построил каплицу и по несколько дней один, без еды и воды, замаливал свой грех и оплатил на 350 лет вперед за ежегодную службу по убиенному.
