Фасады собора облицованы серым пудожским камнем. Ранее они были украшены рельефами и статуями, выполненными И. П. Мартосом, И. П. Прокофьевым, Ф. Г. Гордеевым, С. С. Пименовым, В. И. Демут-Малиновским. Удалось осуществить не всё из задуманного. Так, до настоящего времени сохранились два пьедестала по бокам колоннады, до 1824 года на них стояли гипсовые скульптуры ангелов, которые должны были быть заменены бронзовыми.