A történeti belváros déli részén, az utcavonaltól beljebb, egy tömbbelsőben áll az északnyugat–délkeleti tájolású, egyhajós, egyenes záródású templom, amelynek délkeleti homlokzata előtt torony, délnyugati oldalán pedig bejárati előcsarnok található. Az épület 1783 és 1786 között készült el, tornyát 1793-ban emelték hozzá.
A torony bal oldalán kőkeretes kapu vezet a templomba, zárókövén koronadísszel. A hajó és a torony találkozásánál törtívű féloromzatok teremtenek átmenetet, szélükön nagyméretű kővázákkal. A torony földszintjén kosáríves záródású, mélyített fülkében kis ablak nyílik, felette két emléktábla, majd egy nagyobb ablak zárókő‑imitációval és zöld zsalugáterrel. A triglifes főpárkány fölött fekvőtéglány alakú ablak látható, az osztópárkány felett pedig minden oldalon félköríves harangablakok sorakoznak, szemöldökükben zárókőimitációval. A felső szinten a torony sarkai armírozottak, a tornyot törtívű órapárkány és összetett sisak koronázza.
A hosszoldalak ablakai félköríves és szegmensíves záródásúak, vakolatkeretezéssel, vörös mészkő könyöklőkkel. A templom végfalához garázsépítmény csatlakozik. A síkmennyezetes hajó két végében és délnyugati oldalán nyolcszögletű, festett faoszlopokra támaszkodó karzat áll. A karzat mellvédje fehérre festett, dór jellegű pilaszterekkel mezőkre tagolt, a mezők közepén virágdíszítéssel. A hajó északkeleti oldalán található az 1825-ben készült, festett és aranyozott díszítésű szószék. A vörös mészkő úrasztala 1786-ban, a keresztelőmedence 1842-ben készült, az orgonát Schack János építette 1839-ben.
A templom építéstörténete jól mutatja a tatai református közösség 18–19. századi megerősödését, hiszen a torony későbbi hozzáépítése és a belső berendezés folyamatos gazdagodása a gyülekezet növekvő erejét tükrözi. A féloromzatok kővázái és a triglifes párkány klasszicizáló részletei ritka eleganciát kölcsönöznek az épületnek. A templom elhelyezkedése — kissé elvonulva az utcavonaltól — sajátos, bensőséges térélményt teremt a történeti városszövetben.
