Com estruturas feitas de taipa (técnica construtiva em barro, de tradição centenária em São Paulo), a Igreja, no entanto, apresentaria problemas para a conclusão da fachada, só tornando-se possível o acabamento com a intervenção do engenheiro Dr. Francisco de Paula Ramos de Azevedo que, a partir do projeto do arquiteto Cristóvan Bonini, edificaria nova estrutura de tijolos, capaz de sustentar os “apliques” decorativos. Seguindo o projeto de Bonini, foram criados três planos decorativos em estilo clássico. O primeiro se compunha de colunas de inspiração jônica e uma parte central saliente coroada por um frontão triangular e uma série de quadros em relevo com a gravação das principais datas históricas do templo. O segundo plano seria composto por duas janelas em arcada, de inspiração coríntia, e um grande relógio. O terceiro plano seria assentado em uma base quadrada com uma pirâmide de coroamento, esfera e cruz de ferro. Por fim, em 1923 a Catedral passou por novas reformas que criaram, entre outras intervenções, uma cúpula de cimento capaz de sustentar uma imagem da Virgem Maria, em lugar de um pequeno zimbório de vidros coloridos.

No interior do edifício encontramos ainda, uma movelaria antiga composta de peças trabalhadas em madeiras, cadeiras austríacas, trono episcopal, crucifixo, lustres, candelabros de prata, órgão (de 100 anos), sacristia, relógio de parede e 4 sinos (em torre com mais de 100 anos). Também encontramos em seu interior o Museu de Arte Sacra da Irmandade do Santíssimo Sacramento, museu criado por Dom Paulo de Tarso Campos em 1.967, e composto de 576 peças entre pinturas, esculturas, medalhas e móveis dos séculos XVIII a XX. Faz parte do acervo uma biblioteca com obras raras, partituras musicais, coleções de jornais antigos e cartas pastorais dos bispos campineiros e paulistas a partir de peças recolhidas na arquidiocese e doadas da coleção de Dom Paulo de Tarso.
A chamada “Matriz Nova”, atual Catedral Metropolitana, foi tombada pelo CONDEPHAAT em 1981 e pelo CONDEPACC em 1988.