Rybołowska świątynia była budowlą drewnianą, jednokopułową, z ośmioma oknami, na podmurówce ceglanej i krytą dachówką z podrzutką wapienną. Wzniesiono ją na typowym dla ówczesnej podlaskiej architektury unickiej planie ośmioboku (analogiczny typ budownictwa reprezentowały cerkwie w Szczytach-Dzięciołowie, Bielsku Podlaskim i Orli), oryginalnym rozwiązaniem natomiast było wzniesienie nad wejściem wysokiej wieży. Dzwonnica cerkiewna była budowlą wolno stojącą i znajdowała się w sąsiedztwie budynku. Wyposażenie cerkwi pochodziło ze starszej świątyni, do nowego obiektu sakralnego przeniesiono także uważaną za cudowną ikonę Matki Bożej zasłanianą drugą ikoną Świętych Kosmy i Damiana. Wizerunek ten pochodził z XVII w. i nie jest możliwe ustalenie, w jakich okolicznościach znalazł się w cerkwi w Rybołach.