El proyecto fue encomendado al ingeniero Rómulo Ayerza y su primera idea fue un templo en cruz latina de ancha nave central, fachada con amplio nártex abierto, flanqueado por dos torreones, un crucero coronado por una gran cúpula inspirada en el Panteón de Paris. Fue cambiado para adecuar el peso de la obra a la poca capacidad portante que allí tiene el suelo. Así se llegó al diseño actual que, aunque responde a la misma planta, carece de cúpula. Los dos torreones han sido sustituidos por una sola y potente torre cuya flecha, que alcanzaba los 70 metros de altura, cayó en 1913 derribada por un ciclón, y el estilo ecléctico del primer diseño ha sido, finalmente, sustituido por un "neorrománico de transición al gótico". La iglesia mide aproximadamente 80 metros de largo, 15 metros de ancho en la nave central, 30 metros es la longitud de extremo a extremo del crucero, y otro tanto en su altura interior, desde el piso hasta la clave de la bóveda. Hay, además, una cripta de grandes dimensiones y fácil acceso, utilizada para los oficios normales de los días hábiles, en tanto la planta principal es el ámbito de las celebraciones mayores y de los oficios litúrgicos en días de precepto.
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