Перед главным фасадом храма - трехъарочная двухъярусная брама, возведенная одновременно с перестройкой храма в 1735 году. По своей композиции он представляет вытянутую трехнефную базилику с прямоугольной апсидой. К громадному массиву основного объема с толстыми стенами приставлены легкие, тонко прорисованные башни, возносящие здание в небеса.
Храм перекрыт цилиндрическими сводами с лепным геометрическим орнаментом в интерьере. Фрески, покрывавшие стены и потолок храма, были утрачены в 1875 году при переустройстве костела под церковь. Тогда же в нем был установлен иконостас. Особой ценностью храма является копия чудотворного образа Богоматери «Достойно есть», привезенная сюда в 1911 году из Кареи — столицы Святой Горы Афон.
По легенде, обширные подземелья, находившиеся под зданиями костела и монастыря, тянулись под площадью до Троицкого костела и даже далее до Березвечья, где находилась обитель базилиан. Каменный трехэтажный монастырь, заменивший деревянный в 1735 году, примыкал к костелу с северо-западной стороны, образуя замкнутый двор. Сохранилась его восточное крыло, два других, обветшавших, были разобраны в 1892 году, почти через три десятилетия после закрытия монастыря (1864).
Монашеское Братство Кармеля, согласно церковному преданию, древнейшее изо всех монашеских братств, оно основано было еще в ветхозаветные времена пророком Илией. Библия повествует: не было три года ни дождя, ни росы на земле Израиля, так что люди умирали от жажды и голода; и Илия, взойдя на гору Кармель (мыс высотой 546 м, поднимающийся над морским портом Хайфой), первым из людей услышал шум приближающегося дождя и увидел восходящее из-за моря малое облако. Медленно росло оно и выросло в огромную черную тучу, которая, оросив дождем иссохшую землю, спасла людей от погибели. Облако это, по толкованию Св. Иеронима, прообраз Божией Матери, которая, родив Богочеловека Иисуса, оросила сухую землю благодатным дождем и тем самым спасла гибнущий от безверия мир. Тотчас после этого видения основано было Илией на горе Кармель монашеское братство. Первый устав монашеского братства был дан Илией, он проповедовал подвиг «самоумерщвления» физического и был очень суров и аскетичен, и в 1432 году ослабевшее духом западное монашество отвергло этот устав, буллой Папы Евгения ІV он был «смягчен». Во время Реформации в рядах кармелив произошел раскол, разделивший орден на 2 ветви: кармелиты ”Обутые” и кармелиты ”Босые” - последователи Св. Теризы Авильской. Именно ”босые кармелиты”, следовавшие первоначальным строгим обетам Илии и обосновались в 1639 году в Глубоком.
Монастырю принадлежало 15 имений, которые приносили в год 100 тысяч злотых дохода. Глубокские кармелиты содержали школу, шляхетский пансион на двенадцать человек, библиотеку из трех тысяч книг, физический кабинет, аптеку, госпиталь и несколько гостиных покоев для проезжающих. В этих покоях 18 июля 1812 года остановился Наполеон.
Причиной закрытия обители стало восстание 1863 года и активное участие в нем кармелитов, которые передавали повстанцам продукты, снабжали их лекарствами, укрывали в подземелье монастыря. После разгрома восстания кельи монастыря и его подземелья превратились в камеры для пыток и содержания заключенных участников восстания, над которыми вершил свой скорый и жестокий суд прибывший сюда виленский генерал-губернатор Муравьев.
В настоящее время костел переосвящен и действует как православная церковь.
