Эти приделы занимали средний неф ныне существующего здания, возведенного на фундаментах сгоревшей церкви. В главной апсиде первоначально разместили престол во имя Святой Великомученицы Екатерины. Для него использовали богослужебные принадлежности и «камчатный» иконостас, спасенные во время пожара Благовещенской церкви. Второй придел – Святителя Николая Чудотворца Мирликийского, находился над папертью и был связан с хорами, устроенными под колокольней. Антиминс из имеющихся свободных в духовном правлении, выданный в 1737 г. священнику Села Царского Игнатию Гаврилову, видимо, предназначался для этого придела[126].
В архитектуре Знаменской церкви на этом этапе доминировали черты, восходящие к Петропавловскому собору (1712–1733 гг., архитектор Д. Трезини). Многое в ее облике не соответствовало обычаям старины, ревнительницей и защитницей которых проявила себя Елизавета Петровна. Это может быть косвенным свидетельством в пользу предположения, что Бланк строил по данному ему чертежу сгоревшей Благовещенской церкви, воспроизведя ее «к лутчему» – в кирпиче, но конструкции перекрытия и главного барабана оставил деревянными. Сходство с главным храмом Петербурга проявлялось в объемно-пространственной композиции, устремленном вверх силуэте колокольни со шпилем, а также в очертаниях граненого купола.
Базиликальная структура с одинаковой высотой всех частей храма, включая апсиду и паперть, придавала зданию черты обычного двухэтажного дома. При этом купол высотой в шесть сажень, возведенный на ярусном восьмигранном барабане и завершенный фонариком, в отличие от своего прототипа, превосходил высотой колокольню. Пилястры тосканского ордера, раскреповки, лучковые сандрики-бровки, треугольный фронтон на главном западном фасаде, окна с лучковым верхом и овальные люкарны второго света характерны для архитектуры петровского времени, но трактованы они в формах аннинского барокко. Во фронтоне помещалась композиция с рельефным изображением сияния и «ока Господня». С богослужебным назначением здания было связано оформление сандриков во втором этаже, которые были украшены лепными изображениями ликов ангелов.
Структуру храма можно охарактеризовать и как крестообразную в плане, в общих чертах уподобленную «кораблю». Организация внутреннего пространства с удлиненным по поперечной оси четвериком напоминает распространенный в московском зодчестве предшествовавшего периода тип трапезного храма с однолотковыми сводами, служившими основанием барабана купола. Восточная часть длиной в шесть сажен вмещала основное двусветное пространство, включающее солею, обозначенную крепованными выступами стен, и более узкий пятигранник апсиды с шатровым верхом, напоминающий рубленые алтари XVII в. Трапезная, занимающая всю ширину двусветного нефа в три сажени, сделана равной по длине восточной части. Притвор с хорами, на арках которых возведена колокольня, и почти квадратная в плане паперть, расположенная к западу от колокольни, размещались в двухэтажной западной части объема.
Строительство в 1736–1738 гг. возглавлял М.Г. Земцов, закончивший его вчерне[127]. Под его руководством возводились, видимо, одноэтажные боковые приделы, имевшие ширину в полторы сажени и длину в четыре сажени. Размещенные в галерее, окружившей трапезную с трех сторон наподобие паперти древнерусских храмов, они соединены общим притвором с запада. Во внешнем облике церкви приделы были обособлены полукруглыми апсидами и отдельными трехскатными крышами, симметрично примыкая к среднему повышенному нефу по западной линии четверика-трансепта. Это подтверждает мнение С.Н. Вильчковского о том, что храм состоит из среднего и двух боковых кораблей. В сплошных стенах с северной и южной сторон трапезной пробили большие арки, соединившие пространство среднего нефа с приделами[128].
В ярусном построении объемов одно-двухэтажного здания, решении главной апсиды в виде пятигранника, базиликальной структуре воплотились особенности переходного периода в становлении церковного петербургского зодчества. Эти особенности отразили как приемы древнерусского зодчества XVII в., так и черты петровского времени, восходящие к западноевропейской архитектуре.
Внутреннюю отделку церкви начали в 1738 г., одновременно исправляя выполненное ранее убранство среднего нефа. По требованию Елизаветы Петровны позолотили сияние в иконостасе и прочие украшения, которые ранее были посеребрены. Тогда же переделали резные фигуры ангелов, держащих над царскими дверями корону[129]. В 1740 г. царскосельские столяры приступили к изготовлению иконостасов для двух вновь построенных приделов. В конце 1741 г., став уже императрицей, Елизавета указала «архитектору М.Г. Земцову сделать в Село Царское достальные иконостасы и писать оные Караваку». Новые иконостасы предназначались для главной апсиды и придела Святителя Николая[130].