Panevėžio Kristaus Karaliaus katedra – neobaroko stiliaus sakralinis pastatas. Pamatai – iš akmens, sienos – degtų plytų, aukščiau išorėje apmūrytos cementinėmis plytomis. Katedros ilgis siekia 55 m, plotis – 27, aukštis – 16 m. Lubos – iš gelžbetonio, stogas dengtas cinkuota skarda. Gelžbetoninis bokštas siekia 55 m aukščio. Mažesnis gelžbetoninis bokštelis įtaisytas virš presbiterijos.
Šventovę puošia grakščios korintinio stiliaus kolonos ir piliastrai. Portalai papuošti gražiais stiuko ornamentais. Korpuso architektūrą atkartoja keturių tarpsnių bokštas, kurio viršuje – kupolas su gracingu žibintu. Pagrindinio fasado portalą iš abiejų pusių puošia pora kolonų, sujungtų bendru cokoliu. Daili baliustrada dengia stogo galą. Nišose įtaisytos Bažnyčios ganytojų, Panevėžio vyskupijos steigėjų – popiežiaus Pijaus XI ir palaimintojo Jurgio Matulaičio – statulos (aut. V. Jakševičius). Jos – cementinės, siekia 3 m aukščio.
Katedros varpinė įrengta bokšte, statytame inžinieriaus Prano Morkūno. 1931 m. buvo pašventinti keturi varpai, nulieti Vokietijoje Apoldos mieste, brolių Šilingų liejykloje. Varpai skamba des – fa – as – be akordu, Salve Regina melodija. Vienas varpas, sveriantis 1628 kg, skirtas Kristui Karaliui, su įrašu: Prabilk tautų protui, pajudink jų valią, neleisk jiems daryti žalingų klaidų... O Viešpatie Jėzau, Karalių Karaliau, naikink ir šaltinį žmonijos ydų. Prie įrašo išlietas Kristaus Karaliaus atvaizdas.
Antrasis varpas, skirtas Švč. Mergelei Marijai, sveria 771 kg. Ant varpo taip pat yra Marijos atvaizdas ir įrašas: Mes trokštam Dievo kareivijoj, įstatymuos, teisme, rašte, mokyklose, viešoj draugijoj, visame Lietuvos krašte. Priglausk, Šventa Panele.
Trečiasis varpas yra skirtas šv. Kazimierui, sveria 434 kg. Ant varpo įrėžtas bareljefinis atvaizdas su giesmės žodžiais: Siela gryniausia, širdie skaisčiausia, mūsų Tėvynės Žiede rinktinis. Melsk Visagalį, gelbėk mūs šalį, Šventas Kazimierai. Ketvirtuoju varpu yra pagerbiamas kankinys šv. Stanislovas: Sancte Stanislae, ora pro nobis (Šv. Stanislovai, melski už mus). Šis varpas sveria 301 kg.
Priešais didžiuosius katedros šventoriaus vartus, dešinėje pusėje, didingai į praeivį žvelgia skulptoriaus Vytauto Ulevičiaus medžio skulptūra, skirta popiežiaus Jono Pauliaus II atvykimo į Lietuvą progai (1993 m.). Įžengus pro vartus, kairėje šventoriaus pusėje 1995 m. birželio 14 d. atidengtas skulptoriaus Algimanto Vytėno granitinis paminklas tremtiniams „Pieta“ (archit. Algimantas Šironas). Šiaurinę šventoriaus pusę puošia iš Vabalninko (Biržų r. sav.) parapijos atvežtas kun. Juozo Varno pagamintas, o vėliau restauruotas koplytstulpis, menantis Panevėžio vyskupijos 50-metį (1926-1976 m.). Po dvidešimties metų, minint vyskupijos 70-metį, tuometinio Panevėžio vyskupo Juozo Preikšo rūpesčiu netoliese pastatytas medinis paminklas (1926-1996 m.).
Netoli kunigų namo, ties zakristija, šventorių puošia senas Misijų kryžius (aut. nežinomas). Jis taip pat buvo restauruotas.
1989 m. rugsėjo 12 d. iš Pucko (Lenkija) parvežti ir katedros šventoriuje perlaidoti iškilaus lietuvių tautos kunigo – Dievo tarno Alfonso Lipniūno – palaikai. Ant kapo pastatytas skulptoriaus Alfrido Pajuodžio pagamintas antkapis (1993 m.). 2006 m. pradėta kun. Alfonso Lipniūno beatifikacijos byla. Ant kunigų namo šiaurinės pusės kabo kun. A. Lipniūnui skirta atminimo lenta (aut. K. Krasauskas).
