Храм святых благоверных князей Бориса и Глеба стоит неподалеку от главного дома, на одной с ним композиционной оси вдоль улицы Борисоглебской. Каменный храм был освящен при графе И.И. Воронцове 13 июля 1773 года, и надпись об этом событии сохранялась на его стене до конца XX века (ныне эта надпись воспроизведена заново). Прежде на этом месте стоял деревянный шатровый храм, поставленный боярином Борисом Годуновым и освященный во имя его святых покровителей.
Храм имеет достаточно типичную для эпохи классицизма композицию с продольной ориентацией по оси «восток-запад». Объемное построение здания «восьмерик на четверике» также соответствует классическому типу. Поскольку четверик почти не выступает за грани восьмерика, в целом образуется необычайно узкий, сжатый боковой силуэт. Особый придел с южной стороны храма, нарушающий его композиционную целостность, был пристроен лишь в 1815 году, при Бутурлиных. В XIX веке здание было окружено низкой оградой, образующей в плане восьмигранник (ныне утраченная ограда заменена новой).
В архитектурном убранстве храма причудливо сочетаются черты барокко и классицизма, что создает его неповторимое своеобразие. Стилистические особенности здания характерны для творчества архитектора Карла Бланка, который, по предположениям специалистов, занимался его проектированием. Элементы барокко проявляются в таких деталях, как маленькие овальные окна второго света. В целом же плоскостное внешнее оформление, построенное на бесчисленном повторении одинаковых пилястров в простенках между узкими окнами, весьма характерно для раннего классицизма. Своим скромным, но нарядным обликом в бело-желтой гамме храм напоминал парковый павильон, что вполне соответствовало традициям усадебной архитектуры екатерининской эпохи. Но к началу ХХ века, после ремонтных работ, стены уже приобрели белоснежную окраску. Изящный стройный силуэт храма до сих пор создает впечатление воздушной легкости.
Близ южного придела храма сохранилось два старинных надгробия: захоронение И.И. Трояновского и захоронение священника Федора Тихомирова. Прямо у стены располагается захоронение Обнинских, обнаруженное в 2013 году, когда в ходе ремонтных работ рабочие наткнулись на подземный склеп с остатками трех деревянных гробов. Как определили специалисты, здесь захоронены последние владельцы усадьбы: Наркиз Антонович Обнинский, Петр Наркизович Обнинский и его жена Лидия Павловна. Известно, что погребения в родовых склепах характерны для католиков, включая польских шляхтичей, как в данном случае: Наркиз Антонович был католиком, а его сын с женой приняли православие уже в зрелом возрасте. В 2015 году на месте этого захоронения было установлено гранитное надгробие с крестом.
<