Архитектура Николо-Дворищенского собора в основном соответствует киевской традиции начала XII века. План, три поднимающиеся на всю высоту основного объема апсиды, стены, завершенные идущими на одной высоте закомарами, расположение окон поясами, обходящими храм в двух уровнях - под хорами и над хорами, сочетание поясов окон и поясов двууступчатых ниш аналогичны южному прототипу. И в то же время целое явно и значительно от него отлично.

Уже пятиглавие выглядит необычным, ибо оно в это время в южных областях не применяется. Если вспомнить местоположение собора — против Софии, его назначение — служить княжеским собором вместо утраченной князем Софии, то смысл пятиглавия, конкурирующего с софийским, как бы возобновляющим принадлежность пятиглавого собора князю (хотя и другого), становится очевидным, и его нужно считать требованием заказа Мстислава. Форма глав - полусферическая, причем, основанием полусферы служит аркатурный пояс. На центральной главе сохранились следы свинцового покрытия и красноватой раскраски кладки.

Более всего отличает собор от канонического типа изменение пропорций. Если в южных памятниках высота стен храмов превышает ширину главного нефа в 2—2,5 раза, то здесь — в 3,5 раза. Общая высота собора лишь на 1,5 м меньше высоты Софии Киевской, а ведь ее плановые размеры в 1,5 раза больше.

В поисках объяснения резкой увеличенности вертикальных размеров одно совпадение производит впечатление не случайного. Высоты расположения хор в Никольском соборе и Софии Новгородской точно совпадают — 10,8 м. Приняв во внимание назначение хор — служить местом пребывания князя и его приближенных во время службы, — можно думать, что высота хор, равная соответствующему размеру Софийского собора, была также требованием заказа. София и для князя, и для зодчих являлась образцом, причем некоторые соотношения и элементы были повторены "буквально", "процитированы".

В композиции храма легко заметить и иные параллели с Софией. В последней апсиды не отделялись от идущих впереди нефов заплечиками, ни выступающими, ни западающими, поэтому ширина апсид и нефов равна. В Никольском соборе, по общепринятому в начале XII в. канону, делаются выступающие заплечики, сокращающие ширину апсид. Но к востоку зодчие сводят заплечики на нет и восстанавливают соотношения Софии, из-за чего апсиды получают подковообразные очертания.

Северный и южный фасады в центральных пряслах прорезаны парами окон в двух уровнях. Этому не найти примера в памятниках южных земель, но принципиально так же были расположены окна основного объема Софии. Четное число проемов лишает прясла выявленной средней оси и содействует мерности торизонтального, опоясывающего храм движения рядов окон, ниш, самих прясел. Фасады трактованы как боковые.

Западный фасад Софии имел в среднем прясле одно широкое окно — и, следуя примеру, зодчие Николо-Дворищенского собора центрируют западный фасад, помещая в его среднем прясле группы из трех окон и трех ниш.

В южнорусских постройках своды рукавов креста опираются на переброшенные от столбов к стенам малые арки поступенно, то есть зодчие зрительно отчетливо выводят эти арки и ставят на них основания полуциркульных сводов. В Никольском соборе эти соотношения сбиты, смазаны, арки как бы врезаются в своды, из-за чего хоры, поднятые выше середины храма, кажутся несколько вторгающимися в своды, несколько нарушающими согласие и уравновешенность ритмики криволинейных очертаний общей композиции. Примерно подобные соотношения можно обнаружить в Софии Новгородской как в основном объеме, так и в галереях.

Пространство в целом выглядит слишком высоким и несколько затесненным столбами и лопатками (при меньшей ширине нефов толщина стен и столбов приравнена опять-таки к размерам Софии). Сильная расчлененность довольно массивных форм сочетается с большой высотой здания и особой ролью хор. Храм кажется пронизанным энергией, активность композиции усиливается ярким светом многочисленных окон (24 в стенах и 24 в барабанах глав). Начало церемониальное и княжеское выявлено недвусмысленно, начало созерцательное несколько оттеснено.

В Никольском соборе, таким образом, легко выделить черты южной традиции и элементы, обязанные своим появлением стремлению повторить Софию Новгородскую. Слияние двух начал настолько объясняет почти все в общей структуре здания и в ее отдельных частях, что сложно ответить на самый существенный вопрос — проявилась ли здесь самостоятельная художественная воля, стремление создать определенную эмоциональную атмосферу (отличную от традиционной, возникающей само собой) ? Кажется, что в интерьере храма подобной оригинальности немного, он поражает однообразной мерностью, нейтральностью кратных членений. Толщина стены служит своеобразным модулем, четыре таких модуля определяют ширину главных, два — боковых нефов.

Западная и восточная части здания оказались равновеликими (от центра подкупольного квадрата до западной стены и до стены средней апсиды). Протяженные своды западного и восточного рукавов, взаимно дополняя друг друга, приводят к некоторой продольной ориентации пространства. Однако ее формирование обезличено невыбранностью, равнонаправленностью движения в обе стороны. Центричность движения сводов пока еще полностью определяет соотношения пространственных зон.

Удачнее собор выглядит снаружи, где высокий объем из-за размещения пятиглавия над его центром приобретает особую слитность. Цельность композиции поддерживается равными по ширине закомарами, ритмической перекличкой арочных завершений закомар, проемов, ниш, барабанов. Фасады выглядят индивидуализированными: западный — главный, северный и южный — боковые, восточный — замыкающий. Создается впечатление, что наружному облику здания и его градостроительной роли зодчие уделили большее внимание, чем организации внутреннего пространства.

Технические особенности

Здание сохранилось до наших дней почти целиком, хотя в несколько искаженном виде и с поздними пристройками. Исследование памятника и раскопки около него проводились в 30-х гг. XX в.; раскопки в соборе — в 1969г. (М. К. Картер).

Общая длина храма 23.65 м, ширина 15.35 м, толщина стен 1.2 м, азимут 82°. Длина подкупольного пространства 5.2—5.4 м, ширине 4.9—5.15 м, высота от древнего пола до купола центрального барабана - 29.7 м. Форма апсид в плане слегка подковообразная. Храм имеет 3 портала. Хоры в плане П-образные, занимают западное членение и 2 примыкающих боковых членения основного четырехстолпного пространства. Входили на хоры через дверь на втором ярусе в западном членении южной стены со бора. Дверь, очевидно, вела на переход во второй этаж деревянного дворца. Несколько позднее, но еще в пределах XII в., дверь была заложена, а в крайнем юго-западном членении здания пробит свод и сделана каменная винтовая лестница. Северо-западное угловое членение собора в первом ярусе занимает небольшая часовня с маленькой апсидой в толще восточной стены. Своды под хорами цилиндрические, с осями, направленными по линии С—Ю в среднем членении свод не сохранился. Своды, перекрываюпще собор, также цилиндрические, причем в угловых членениях они повернуты осями по ли нии 3—В.