Здания, входящие в архитектурный ансамбль, по высоте согласуются с высотой собора. Стилистически они неоднородны, но имеют общую черту — строгость архитектурных форм, которая свойственна облику собора. Цельности композиции ансамбля во многом способствует цвет. Все здания светлого тона, приближенного к светло-жёлтому цвету колоннады. Различные оттенки окраски отдельных зданий не разрушают единства общей цветовой гаммы.
В архитектуре собора выявляются две тенденции: монументальность, которую сообщают крупномасштабные объёмы, проезды, массивный аттик и мощный цоколь, и одновременно лёгкость, которую сооружению придают плавные полукружия колоннады с ритмично, широко расставленными, слегка утончёнными кверху колоннами, стройный купол, многочисленные окна, а также цветовая гамма фасадов. Центральная часть колоннады подчёркнута портиком, выступающим несколько вперёд. Над колоннами портика — мощный аттик. Издали, со стороны Невского проспекта, аттик воспринимается основанием купола, а портик — его пьедесталом. Благодаря такому впечатлению, купол входит в композицию колоннады как её часть, венчающая центр. Тем самым утверждена неразрывность колоннады с собственно зданием. Эту архитектонику повторяют, образуя ритмическое единство с храмом, важные элементы ансамбля — монументы М. И. Кутузова и М. Б. Барклая-де-Толли, которые придают ему композиционную завершённость.
Статуи отличаются портретным сходством и яркостью психологических характеристик. В мощной и величественной фигуре Кутузова воплощён образ победителя наполеоновских полчищ, ученика и сподвижника великого Суворова. Кутузов изображён в фельдмаршальском мундире и плаще. В правой руке — обнажённая шпага, в левой — фельдмаршальский жезл. У ног — знамёна французской армии. Поверх знамён — одноглавые орлы, такие же, как на знамёнах над могилой Кутузова. Фигура Барклая-де-Толли менее динамична. В своём решении она формально уравновешивает общую композицию ансамбля, придавая ей монументальную статичность. В деталях — маршальский жезл в опущенной левой руке, взгляд, устремлённый вдаль, подчёркивают главную роль фельдмаршала в победах над Наполеоном. Статуи военачальников гармонируют с внешним убранством храма, в декоре которого широко использована скульптура. Ритмическиони сочетаются с установленными в нишах бронзовыми статуями наиболее почитаемых в России святых: святого Владимира, Александра Невского, Иоанна Крестителя и Андрея Первозванного.