Był to klasycystyczny budynek z pięciokolumnowym portykiem, dwoma wieżami i sygnaturką, zbudowany z drewna na kamiennej podmurówce.

Po powstaniu listopadowym władze rosyjskie zarządziły kasatę zakonu dominikanów znajdującego się w Czarnobylu – z tego powodu od 1832 roku kościół był jedynie świątynią parafialną, którą odwiedzali nieliczni czarnobylscy katolicy (do parafii oprócz Czarnobyla należało też 37 okolicznych wiosek, liczyła ona 507 wiernych w 1832 r. i 433 wiernych w 1869 r., z tego w samym miasteczku mieszkało niespełna 100 wiernychNiedźwiedzki R., 2015).

W trakcie rewolucji październikowej w 1918 r. kościół został uszkodzony, w 1922 władze radzieckie skonfiskowały majątek parafii, a na początku lat 30. XX w. całkowicie zniszczono świątynię. Zachowały się jedynie piwnice, w których spoczywają członkowie rodów Sapiehów i Chodkiewiczów. Ponieważ po 1922 r. nie było już proboszcza w Czarnobylu, to działalność duszpasterską na terenie parafii prowadzili księża z parafii w Chabnie aż do końca lat 20. XX w., gdy zostali wywiezieni do łagrów,