Храм на уровне колоколен по всему периметру был опоясан балконами с бронзовой решеткой, откуда можно было любоваться круговой панорамой Москвы.
В течение двадцати с лишним лет строились стены, пилоны, своды, выполнялась наружная облицовка стен, монтировались металлические формы кровли и куполов и производилось их покрытие. После того как были сняты наружные леса, Храм предстал перед москвичами во всем своем величии и красоте. Его одинаковые четыре фасада, по всем сторонам света с широчайшими крыльцами, с выступами - порталами в углах и массивными литыми бронзовыми дверями**** (по три на каждом фасаде), придавали Храму строгость. Он стоял на открытой площадке, просматривающейся со всех сторон, дополняя архитектурный ансамбль Боровицкого холма. В центре - Кремль, на углу Красной площади и Никольской улицы - Казанский собор, с другой стороны площади - Покровский собор и на некотором отдалении от Кремля, как бы уравновешивая Казанский и Покровский, - Храм Христа Спасителя. Он гордо возвышался в самом центре Москвы и был действительно национальным памятником русскому народу, его героизму, его жертвенности во имя победы в Отечественной войне.
Золочение архитектурных деталей для Храма производилось дважды: с 1854 по 1856 год, когда золотились медные листы для пяти куполов, и с 1852 по 1862 год, когда покрывалась позолотой двухметровая бронзовая балюстрада, установленная на крыше аттика Храма, между малыми главами, для того чтобы закрыть портящие вид Храма печные трубы.
Работа по золочению глав проводилась петербургской фабрикой Моран. Для точной подгонки листов на фабрике были построены каркасы куполов.
Кресты и украшения, имеющие в деталях впадины, возвышения и остроконечия, были отлиты из бронзы, вычеканены и вызолочены через огонь за три раза, равно как и цепи, укрепляющие кресты.
Золочение через огонь - древний способ. Для этого составляли амальгаму, растворяя золото в ртути. Изделие помещали на раскаленные угли и натирали амальгамой. Ртуть испарялась, а золото оставалось на изделии.
Для проверки качества покрытия золотом медных листов из партии отбирали по два листа, с которых снимали золото шабровкой*. Для удаления меди, которая при шабровке снималась вместе с золотом, стружку травили в азотной кислоте, и золото взвешивалось. Таким же способом снимали золото с листов, содранных с куполов Храма, при разборке его.
Площадь куполов для золочения составляла 3166 квадратных метров, балюстрад (ее длина около 175 м) - 1435 квадратных метров, всего 4601 квадратный метр.
В 1860 году начались внутренние отделочные работы. Для облицовки внутренних стен был использован мрамор семи пород, доставляемый из Италии, Бельгии, а также отечественный - темно-зеленого цвета с кристаллами серебристого блеска и темно-красный - известный шокшинский порфир. Восемнадцать колонн были изготовлены из зелено-волокнистой яшмы.
Главный иконостас алтарной части Храма, занимающий более двухсот квадратных метров, представлял собой беломраморную восьмигранную часовню с инкрустацией из различных пород мрамора. Часовня венчалась сужающимся кверху бронзовым вызолоченным шатром.**
Иконы для главного иконостаса выполняли известные художники того времени: Горбунов, Неф, Сорокин, Макаров, Бронников, Васильев, Шильцов. Главный алтарь расписывали художники Верещагин*, Семирадский, Журавлев, Сорокин, Корзухин, Васильев, Литовченко, Фартусов, Максимов. Пояс центрального купола расписывали художники Басин и Кошелев. Свод главного купола расписывал Марков. Три фрески для южного и западного приделов исполнил Маковский. Для этих же приделов четыре фрески создал Прянишников. Тема четырех живописных работ Сурикова в западном приделе - первые четыре Вселенских православных собора.**