Les façades de l’église de la rue Longchamp développent une composition verticale : un premier niveau servant de soubassement à l’église absorbe la hauteur du rez-de-chaussée, tandis qu’un deuxième étage est couronné de frontons.
L’extérieur de l’église traduit la configuration en forme de croix du plan intérieur : tous les avant-corps de façades sont organisés selon une composition symétrique. Une répartition tripartite à la fois horizontale et verticale est respectée sur l’ensemble des façades.
Sur le soubassement, des croix de Saint-André sont imprimées sur les bossages. En dehors de la façade principale, ces bossages sont reportés uniquement sur les éléments en saillie, laissant ainsi la place aux portes-fenêtres donnant accès à la bibliothèque et aux espaces privés.
Le deuxième niveau est rythmé par des pilastres jumelés avec lesquels alternent des baies cintrées. Il est couronné par un entablement composé d’une corniche et d’acrotères.
Toutes les façades sont sommées d’un fronton triangulaire, à l’exception de la façade occidentale présentant trois frontons cintrés. Les servitudes qui avaient été initialement imposées au projet de M. Koudinov, et qui prévoyaient qu’il n’y aurait ni clocher ni cimetière mais un jardin sur la façade sud du bâtiment, furent respectées lors de la construction.
Construire à cette époque en territoire italien une église orthodoxe n’allait pas de soi.
Le gouvernement de Sardaigne auquel appartenait alors Nice prenait en compte le désir des autorités religieuses et autorisait les autres confessions à avoir des chapelles privées, mais non des églises distinctes.
L’église devait être aussi discrète que possible, se fondant dans l’architecture urbaine environnante.
Aussi fut-il décidé d’installer l’église à l’étage et de placer au rez-de-chaussée les locaux d’habitation.
Dictée par des contraintes d’ordre politique et religieux, cette disposition, qui peut surprendre, rappelle donc, en fait, celle des chapelles privées installées dans les hôtels particuliers et les palais.
Au rez-de-chaussée, le plan est compartimenté en cinq travées irrégulières séparées par des murs de refend.
L’ensemble de ces espaces est divisé par un couloir central longitudinal qui dessert l’appartement du clergé, la bibliothèque et le bureau adjacent à la salle de la bibliothèque.
Celle-ci servira également très longtemps aux réunions du conseil paroissial.
À l’extrémité de ce couloir, la dernière travée intègre le double escalier qui dessert l’église, tandis que la travée opposée abrite la sacristie reliée à l’église par un petit escalier de service.
La bibliothèque est accessible côté jardin par un grand portail, et l’appartement, par la petite cour située sur le côté opposé.
Une fois franchie la porte de la rue Longchamp, le visiteur accède à l’église par l’un des deux escaliers à volées droites qui conduit à l’étage.
Comme le laissait paraître clairement l’extérieur de l’édifice, l’église de la rue Longchamp adopte le plan en croix grecque selon lequel la longueur du transept équivaut à celle de la nef. La limite du narthex, espace intermédiaire situé entre l’entrée et la nef, est marquée par deux piles de sections carrées.
Dès cet instant, le visiteur embrasse d’un coup d’oeil l’iconostase, qui occupe la quasi-totalité de la largeur de l’église, ainsi que l’ensemble de la nef et du transept. À cette croisée de la nef et du transept, une vaste coupole de base elliptique appelle le regard. En son point le plus haut, elle double la hauteur de l’église. Le tambour vert d’eau de la coupole est agrémenté à la base d’une frise composée de motifs de croix entrelacées. On retrouve ce motif autour des oculi et de leurs vitraux. À l’origine, la frise était composée d’une inscription en caractères slavons. Les oculi de la coupole diffusent une lumière zénithale. Cette source de lumière naturelle est complétée par celle des trois baies en plein cintre placées dans chacun des transepts.
Des lustres ainsi que quelques appliques placées sur les murs confèrent à l’ensemble une impression d’intimité.
La nef centrale, de plan carré, est entourée de quatre bras réguliers. Les piles sont décorées, dans leurs parties basses, d’un lambris d’appui en bois naturel vernis tandis que les parties médianes sont peintes en vert foncé, avec des encadrements feints en grenat marron.
Quant aux chapiteaux composites, ils constituent un riche décor en plâtre sculpté, mêlant les volutes de l’ordre ionique aux feuilles d’acanthe de l’ordre corinthien. En leur centre, se situe une figure d’angelot.
Enfin, une frise avec entablement et corniche, également en plâtre, achève la composition. Elle présente un décor fait de motifs végétaux et géométriques. L’ensemble de ce décor se retrouve sur les murs et pilastres de l’église que viennent rehausser, à intervalles réguliers, des croix orthodoxes peintes de ton or.
L’intérieur de l’église a subi quelques transformations depuis l’origine. Ainsi l’iconographie ancienne montre un sol recouvert d’une moquette à motifs, aujourd’hui disparue. Quant au plafond blanc, il était recouvert de motifs géométriques polychromes.
Don de l’impératrice Alexandra Féodorovna, l’iconostase fut réalisée en Russie en 1858 et transportée à Nice par voie maritime. Elle est l’oeuvre de deux professeurs de l’Académie des beaux-arts de Saint-Pétersbourg : I. I. Gornostaieff pour le dessin de la partie en bois sculpté, réalisée par les ateliers Alexéiev de Saint-Pétersbourg, et M. N. Vassilieff pour les icônes, de style byzantinisant.
L’iconostase est composée de trois registres superposés. Chacun d’eux est rythmé par des niches sculptées abritant les icônes.
Au registre inférieur, le centre de la composition est occupé par les Portes royales qui donnent accès au sanctuaire, l’espace derrière l’iconostase, orienté vers l’est, au centre duquel est placé l’autel.
Sur ces portes sont représentées l’Annonciation et les quatre évangélistes.
De part et d’autre, on peut voir six icônes : à gauche, la Mère de Dieu, sainte Alexandra martyre, patronne de l’église, et sur la porte latérale nord, l’archange Michel ; à droite, le Sauveur, saint Nicolas le Thaumaturge, autre patron de l’église, et sur la porte latérale sud, l’archange Gabriel. Ces icônes sont placées dans des niches surmontées d’arcs outrepassés polylobés.
Au registre médian, dans une série de petites niches, sont placées les icônes de saints et de saintes.
Enfin, au registre supérieur, celui de la Déisis, « prière d’intercession », quinze niches abritent les icônes des douze apôtres, de part et d’autre de la Vierge et de saint Jean- Baptiste intercédant auprès du Christ en majesté.
Dans le sanctuaire, sur le mur derrière l’autel, un tableau d’un peintre inconnu représente la Trinité de l’Ancien Testament, sous l’apparence des trois pèlerins auxquels Abraham a offert l’hospitalité au chêne de Mambré.
Oeuvre de M. N. Vassilieff, une icône de Notre-Dame de Géorgie entourée de quatorze saints a appartenu à l’impératrice Alexandra Féodorovna.
Une inscription précise que la fête de Notre-Dame de Géorgie coïncide avec le jour de l’accession au trône de l’empereur Nicolas Ier.
Tout au long de son histoire, l’église s’est enrichie des dons de paroissiens : les quatre évangélistes sur panneaux de bois circulaires situés sur les murs latéraux au-dessus des fenêtres furent offerts par A. A. Fomitchev ; une icône de la Mère de Dieu de Tolga du XVIIe siècle, avec revêtement (riza) en argent et ornement de perles, dans un cadre de bouleau sculpté par Pianovsky, est un don de Mme Chabelskaia ; ou encore une icône de la Vierge de Vladimir (début XVIIe siècle), entourée de seize scènes de la vie de la Vierge et du Christ, fut donnée à l’église par Mme Samarina.
De nombreux objets de culte, vases sacrés, bannières et chandeliers, vêtements sacerdotaux, et de nombreuses icônes, ont été offerts tant par les paroissiens que par des membres de la famille impériale.