Kościół w Grajewie ma 20 metrów wysokości. Jego wieże zakończone kopułami z krzyżem mają 38 metrów, a na każdej z nich znajdują się dzwony. Budynek kościoła usytuowany został w południowo – zachodniej części działki na wzniesieniu. Bryła kościoła składa się z wyraźnie zaakcentowanego portalu flankowanego dwiema bliźniaczymi wieżami o wysokości 38,45m, korpusu nawowego i poprzecznego transeptu o wysokości 19,86m.

Całość kompozycji zamyka półkoliste prezbiterium. Do bryły głównej, zgodnie z romańska tradycją dodano pomieszczenia pomocnicze (przedsionki, obejście wokół ołtarza, pomieszczenia gospodarcze). W podziemiu po lewej stronie nawy bocznej obiekt podpiwniczono. W piwnicy znajdują się pomieszczenia techniczne i krypta. W przyziemiu budynku zlokalizowano ołtarz, nawę główną, kruchtę oraz transept. W lewej części transeptu zaprojektowano zakrystię. Na wysokości 3,58m nad zakrystią znajduje się antresola. Antresolę zaprojektowano również na wysokości 4,76m nad kruchtą, gdzie zlokalizowane są ograny kościelne. Tradycyjny charakter kościoła osiągnięty został przez zastosowane materiały.

Kościół jest dostosowany do potrzeb osób niepełnosprawnych. Zapewniono dostęp do budynku bezpośrednio z poziomu terenu za pomocą ramp podjazdowych.