Церковь выполняла роль форпоста обороны за чертой укреплений древнерусского города. В 1977—1978 годах были обнаружены её фундаменты и остатки стен, которые датируются XIII-м — первой половиной XIV веков.

Фундаменты были использованы при возведении здания в 1643—1645 годах. В архитектуре Пятницкой церкви проявляются элементы строительных традиций Молдавии. В 1908 году шатровое завершение башни было заменено куполом с башенками по образцу Башни Корнякта.

Храм выполнен из камня и кирпича, однонефный, с небольшим притвором и гранёной апсидой, двумя часовнями и ризницей, перекрыт сводами. Над притвором возвышается мощная четырёхгранная башня с бойницами. В интерьере сохранились ценные образцы деревянной позолоченной резьбы и станковой живописи первой половины XVII века (возможно, мастерская Ф. Сеньковича). Сохранились также некоторые элементы декора в экстерьере — лепные гербы поддерживавшего строительство румынского княза и правителя Молдавии Василия Лупу на хорах и на фасаде.

В 1950 проводилась реставрация церкви.