Die von Egon Eiermann entworfene Kirche aus Stahl, Beton und Glas steht westlich der Turmruine und nimmt praktisch den ganzen westlichen Bereich des Podiums ein.
Gegenüber den Überresten des historisierenden alten Kirchenbaus – den einst zierende Dekors und prunkvolle Innenausstattungen kennzeichneten – definiert Eiermann seine Kirchenarchitektur als modernes Statement im Geiste des Wiederaufbaus und der Neubelebung der Stadt Berlins. Die nachkriegsmoderne Kirchenarchitektur ist eine radikale Reduktion auf das Wesentliche, übersichtlich, klar und nicht-figurativ: wiederkehrende geometrische Formen, der wiederholte Einsatz von Materialien, Motiven und das Spiel mit dem Licht sind die prägenden Stilmittel dieses neuen Kirchenensembles. Neben den Stahlgerüstkonstruktionen, Betonwaben und den Betondickgläsern kommen vor allem kreisrunde Bodenplatten aus Keramik und Beton- sowie Holzvertäfelungen zum Einsatz.
So befremdlich das neuere Kirchenensemble zur Zeit seiner Entstehung gewirkt haben mag, Egon Eiermann spielt in der Architektur mit tradierten kulturellen Vorbilder wie zum Beispiel griechische Tempelanlagen oder italienische Kirchenensembles und webt zitathaft einzelne Motive ein.
Das achteckige Kirchengebäude mit einer Höhe von ca. 20 m und einem Durchmesser von 35 m ist in einer Skelettbauweise ausgeführt. Ein Skelett aus Stahl bildet das konstruktive Gerüst. An jeder Ecke des Oktogons erheben sich runde Stahlsäulen, die durch ein Raster aus horizontalen und vertikalen Stahlbändern miteinander verbunden sind. In dieses stählerne Gitterwerk wurden quadratische Betonwabenfelder eingefügt, die das Erscheinungsbild deutlich prägen. Im unteren Teil der Fassade zwischen dem Boden und dem Stahlband oberhalb der Eingänge sind die Waben zugemauert. Im oberen, bei weitem größeren Teil der Wand, der sich bis zur Dachebene erhebt, sind die Betonwaben mit Fenstern aus Dickglas ausgestattet.
Im Gegensatz zur ursprünglichen, kaiserzeitlichen Kaiser-Wilhelm-Gedächtnis-Kirche, deren Konstruktion mit einer historisierenden Schmuckfassade verkleidet war, machte Eiermann die konstruktiv-materielle Verfasstheit seiner Architektur sichtbar. Dies hat zur Folge, dass sich hier die Dichotomie zwischen Fassade und Konstruktion weitgehend auflöst.
Zugleich verrät die Fassade allerdings nicht alles über die Bauweise. Denn das Kirchenoktogon weist eine konstruktive Besonderheit auf, die den allermeisten Besucherinnen und Besuchern auch im Inneren, wo sie nachvollzogen werden kann, nicht auffällt, nämlich die doppelwandige Bauweise der Kirche.