Nhà thờ An Vân có 6 gian, mỗi gian rộng 3m. Gian cung Thánh được nới rộng thêm 1m xây lên thành vách tường cung Thánh. Gian giữa cung Thánh là Thánh giá, tủ thờ nhà tạm Mình Thánh Chúa. Gian bên trái là tủ thờ và khám thờ các Thánh Tử Đạo Việt Nam. Gian bên phải là tủ thờ Đức Mẹ Hằng Cứu Giúp. Các vòm hoa văn chạm trên các gian được cảm hứng từ hoa văn trên khám thờ các Thánh Tử Đạo, được thợ Kim Long làm tháng 10 năm 2001.

Hai bức chạm lớn bằng gỗ kiền dựng sát vách, hai gian hai bên được xin từ Nhà thờ của Viện Dục Anh Kim Long Huế cũng là Nhà thờ các nữ tu Dòng Thánh Phaolô thành Chartres. Nối với gian cung Thánh này là một gian khác làm hậu liêu rộng 2,5m, cùng một nóc mái với Nhà thờ. Nhìn từ bên hông, Nhà thờ có 7 gian với một gian phía trước làm tiền đường.

Sát hàng cột gian đầu tiên từ mặt tiền vào là vách tường của Nhà thờ với 3 cửa lớn ra vào. Nối với vách tường này là một gian khác làm tiền đường. Gian tiền đường rộng 2,5m, mặt tiền cao 13,2m, với 3 cổng vòm làm tam quan, hai bên hông có hai cổng vòm nhỏ hơn. Gian này không có cửa. Tổng thể Nhà thờ nhìn từ phía hông là một ngôi nhà dài 27m, rộng 13,5m, nóc mái cao 6,2m. Lúc đầu vách tường mặt trước đều bằng gỗ. Lần trùng tu thứ nhất (1945), đã bỏ vách gỗ phía trước, rồi thêm 5 cửa gỗ che 5 cửa vòm của tiền đường, lòng Nhà thờ được rộng thêm 1 gian, không còn gian tiền đường nữa.

Lần trùng tu thứ nhì (1994), Nhà thờ lại trở về lại với kiến trúc nguyên thủy, xây lại vách tường mặt tiền bằng gạch thay vì bằng gỗ, phục hồi tiền đường, làm hẹp lại lòng Nhà thờ 1 gian, và đúc một tầng gác dành cho ca đoàn ngay trên gian tiền đường.

Từ mặt tiền nhìn vào, mái ngói bên phải ngắn hơn mái ngói bên trái một hàng ngói, do đó hành lang bên hông phải 1,1m hẹp hơn hành lang bên hông trái 1,2m, bởi vì bộ giàn trò là một căn nhà xưa trong Thành Nội, mặt tiền nhà là bên phải, mái ngói trước ngắn hơn mái ngói sau.

Nhà thờ có 6 gian, mỗi gian đều có cửa bàn khoa kiểu xưa, bằng gỗ kiền, trên cửa có vòm gỗ hình bán nguyệt, với các tia gỗ chia ô, lồng kính. Tất cả các cửa đều là cửa lớn, không có cửa sổ, mở ra rất thoáng, việc ra vào rất thuận tiện.

Bề ngang lòng Nhà thờ có 3 lòng căn rộng 2,5m, do 4 hàng 7 cột tạo nên. Vách tường hai bên hông không xây sát hai hàng cột con, mà xây ra ngoài, cách hàng cột con 1,1m. Tường dày 35cm xây bằng gạch vồ. Hàng kèo cuối được đặt trên vách tường. Từ vách tường lại thêm một hàng kèo nữa đặt trên hàng cột xây bằng gạch làm hành lang hai bên hông. Nhìn từ mặt tiền ta không thấy được hai hành lang hai bên hông.

Mặt tiền Nhà thờ được xây theo kiến trúc tam quan đình làng hơn là kiểu chùa, nhưng lại cao đến đỉnh thánh giá là 15m, vách chân dày 90cm, nhỏ dần lên chân Thánh giá là 60cm. Thật là hài hòa, nhìn vào thấy kiểu kiến trúc quen quen, nhưng không phải chùa cũng không phải đình làng.

Nhìn phía trước vào, mặt tiền là bức tường dày 90cm, cao 13,2m, rộng 13,5m được chia thành 4 khung tầng.

Phía trên ba vòm tam quan có trang trí 3 ô hình chữ nhật. Ô bên trái đắp nổi gắn sành sứ hình hai con nai, con đứng con nằm nghỉ dưới cành trúc và bụi hoa mai. Ô bên phải là hình hai con chim sẻ đậu trên cành trúc và bụi hoa cúc. Ô giữa là hình chữ latin nổi lớn ECCLESIA SS. ROSARII (Nhà Thờ Rất Thánh Môi Khôi).

Một mái giả chỉ rộng bằng một hàng ngói liệt (20cm) chia khung dưới với phần trên của mặt tiền khiến cho khoảng không gian cao rộng của mặt tiền trở nên nhẹ nhàng. Ở hai rìa mái ngói có trang trí bằng xi măng 2 cành nho trĩu quả uốn cong vào.
Khung tầng trên cao 2,25m, dày 60cm chia làm 3 ô lớn. Hai ô hai bên ngang 1,4m cao 2m là hai khung cửa chính giả bằng xi măng với vòm cửa hình thoi nhẹ.

Ô giữa khung tầng trên được đẩy cao hẳn lên tới đỉnh Thánh giá. Thánh giá đứng trên chóp tam giác của khung tầng giữa. Ơ hai đỉnh tường khung tầng này, cũng có trang trí hai thạch đăng hình chữ nhật đứng bằng xi măng.

Dưới Thánh giá là một ô trống thông gió ngang 53cm, cao 1m, đặt tượng Đức Mẹ Lộ Đức bằng xi măng đặc, còn rất nét, không biết do thợ nào làm; tượng cao 90cm, đứng nhìn hơi nghiêng về bên trái (ngoài nhìn vào).

Tả hữu tượng Đức Mẹ có hai khoảng tường để trống. Năm 1994, nhân dịp trùng tu đền thờ, cha xứ đã cho ghép sành sứ 12 chữ Nôm trích từ bản văn khắc trên chuông cổ của đền thờ, như 12 ngôi sao xúm xít hai bên Đức Mẹ, để ghi nhớ công trình trùng tu này. Mười hai chữ Nôm như sau:
Cám đội ơn Đức Chúa Trời và Đức Mẹ đã đoái thương.

Bài: Sưu tầm & Biên tập