La parte más antigua de la iglesia, al este, consta de un ábside con bóveda de crucería con apoyos interiores cruciformes. Fue construido durante finales del siglo X o principios del siglo XI.

La segunda sección, que se añade a la iglesia oriental, fue encargada por el sebastocrátor Kaloyan y su esposa Desislava a mediados del siglo XIII. Esta parte pertenece al tipo de iglesia de dos plantas para enterramientos. Consiste en una sepultura familiar en la planta baja con una bóveda semicilíndrica y dos arcosolios en los muros norte y sur, y una primera planta para la capilla familiar cuyo diseño es idéntico al de la iglesia primigenia. El exterior está decorado con ornamentos de cerámica.

La última sección fue construida con donaciones de la comunidad local a mediados del siglo XIX. La iglesia cerró al público en 1954 para proceder a su conservación y restauración. Reabrió parcialmente en 2006.

Como medida de prevención, se instaló un equipo de aire acondicionado para mantener la temperatura entre 17 °C y 18 °C. Los grupos de visitantes solo pueden permanecer en el interior durante 15 minutos. El edificio se encuentra bajo administración del Museo Nacional de Historia de Bulgaria y reabrió de manera íntegra al público el 2 de octubre de 2008.