La facciata, la cui architettura è opera di Giambattista Albanese, ricalca modelli palladiani (le chiese di San Giorgio e del Redentore a Venezia), ma semplificati secondo lo stile di Vincenzo Scamozzi; a sua volta la facciata dell'oratorio influenzò quelle dell'oratorio del Crocifisso e delle chiese di Santa Caterina e di San Giuliano a Vicenza.

La facciata è suddivisa da quattro paraste corinzie, sormontate da un timpano triangolare dove sono collocati due angeli che sorreggono lo stemma della confraternita, mentre a coronamento vi sono tre statue con al centro quella della Vergine. L'interno è a navata unica.

L'altare maggiore è sormontato da un grandioso arco trionfale, che richiama lo schema della serliana palladiana, sormontato da un putto con la scritta "Altare privilegiato", in quanto era stata accordata dal Papa l’Indulgenza plenaria per le anime del Purgatorio, ai Sacerdoti che celebravano la Messa su tale altare. All'interno dell'arco è raffigurata con un bassorilievo policromo la scena dell'L'Assunzione di Maria, opera degli Albanese nel 1640 circa.

I dipinti andati distrutti dal bombardamento del 1943 furono sostituiti nel dopoguerra da altre tele provenienti dalla cattedrale: La pesca miracolosa, del 1562 circa (ideata per l'altare di San Pietro) di Giovanni Battista Zelotti; una tela centinata attribuita a Giovanni Battista Maganza il Giovane del 1610-1615 con una serie di miracoli compiuti da un angelo; I Santi Leonzio e Carpoforo legati a un albero; La condanna di Leonzio e Carpoforo; La conversione di San Paolo (1562 circa), ideata per l'altare di San Paolo in Duomo da Giovanni Battista Zelotti. Due delle tele sono state trasferite al vicino Museo diocesano.