Архимандрит Игнатий, не имевший профессиональных навыков, привлек к конкурсной разработке проекта храма архитектора А.А.Парланда. Наряду с церковью, в здании предусматривался ряд связанных между собой построек: колокольня, галерея для шествий, мемориальная зона и музей. Основу собора составлял столпообразный куб, над которым возвышался центрический пятиглавый объем. С западной стороны здание продолжала многоярусная колокольня, установленная на месте убийства царя; с восточной – два ряда галерей-приделов, заканчивающихся башенками в виде часовен. Совместный проект А.А.Парланда и Игнатия был принят как наиболее полно вобравший в себя конкретные условия, поставленные императором Александром III .