Цікаво: згідно з історичними документами, собор був побудований на пожертви простих людей, а також багатих козаків і поміщиків. Останні удостоювалися честі бути похованими в склепах собору.
Унікальність будівлі полягає в рідкісному поєднанні стилю українського бароко і кубічних форм, характерних російським церквам. До комплексу, крім самого Святодухівського собору, відносяться також Василівська церква з дзвіницею і будинок священнослужителів. Вікна собору розташовані в два яруси. Фасад прикрашений пілястрами і фігурним фронтоном.
Розпис будівлі був виконаний відомим художником Григорієм Стеценко. Також перу майстра належить картина із зображенням Мадонни, в якій впізнаються риси дочки художника. Зараз картина передана Роменському краєзнавчому музею.
Завдяки незвичайній архітектурі куполів, які нібито тягнуться вгору, собор органічно вплітається в місцевий ландшафт, і здається продовженням крутих схилів.
