Arkitekten som ritat Åtvids stora kyrka hette Adolf Emil Melander.
Melander har även ritat domkyrkan i Luleå och S:t Petri kyrka i Västervik.
Kyrkan är ett högklassiskt exempel på sin tids stil. Sedan dess tillkomst har det inte skett några genomgripande förändringar. Kyrkan består av torn, långskepp och absid som betyder en halvrund eller mångkantig avslutning på koret, och där vanligen altarrummet är beläget.
Åtvids Stora kyrka är en stenkyrka och den är byggd av material som i huvudsak kommer från den egna församlingen. Tornets spira är ända upp byggd av sten. Stenen är en slags blåaktig kalksten som finns i trakten och den kallas för Bäckfallssten eller Bäckfallsskiffer. Namnet Bäckfall kommer från en gård i socknen. Kontresorter och listverk är av särskilt format tegel.
Kyrkans längd är, absiden inräknad; 42 meter och dess bredd; 19 meter. Tornet är 6,8 meter i fyrkant och dess höjd är 52 meter till spetsprydnaden, vilken är cirka 4 meter hög.
Huvudingången är genom tornet, men det finns också rymliga portar både på den norra och södra långsidan. Dessutom finns en ingång på norrsidan, in till sakristian, i absidens undre del. Det är ju praktiskt, men kanske inte till utseendets fördel. Över huvudingången finns en inskription som anger kyrkans byggnadsår, 1884, vilket får korrigeras till 1885 då kyrkan invigdes.
Genom långskeppets 14 stora fönster lyser solen in. Alla fönster har i överdelen målat glas med olika kyrkliga motiv. Absiden har tre stora fönster, också med glasmålning.
Ritningar till altare, predikstol, orgel och dopfunt levererades av arkitekt G Pettersson. Tidstypiskt är de många ljuskronor, ljusarmar och kandelabrar som är skänkta av patron Theodor Adelswärd den äldre, som själv har formgivit och gjutit dem.
På kyrkans östra vägg hänger en stor oljemålning som föreställer Kristi bön i örtagården. Den är utförd av Per Hörberg. Den skänktes år 1812 och var avsedd som altarprydnad i den nya kyrka som livligt diskuterades, men som aldrig kom till. Tavlan beställdes av friherre Eric Göran Adelswärd och skänktes till kyrkan av friherre Jan Carl Adelswärd.
Bland övriga äldre inventarier som förvaras i kyrkan är de gravstenar som nu är inmurade i syd– och nordväggarna i tornets bottenvåning, men som ursprungligen haft sin plats i gamla kyrkans kor. Den största stenen, i söder, är försedd med bilder av guvernören Nils Assarsson Mannersköld och hans maka Anna Wrangel, samt deras vapen. Inskriften redogör för makarnas liv, observera dock att hustruns dödsår aldrig har blivit ifyllt vilket tyder på att stenen beställdes före hennes död. Vidare nämns två av deras döttrar, vilka dog unga. Stenen låg ursprungligen på en upphöjd, murad tumba över den gamla Näsgraven vid korets sydmur, men inmurades under 1700-talet i samband med att graven igenfylldes i själva sydmuren.
Den andra gravstenen, i norr, hade i den gamla kyrkan sin plats strax intill ingången till Fockianska graven och var lagd över befallningsmannen Johan Persson Hane till Nynäs, död 1623.
Långskeppets tak är av synligt trä, i form av valv. Norr om altaret står predikstolen. Uppgången till den är genom sakristian, genom valv i muren. Predikstolen, altaret och dopfunten är av ek och har ljudtak över sig. Altarbordet har ovanligt stora mått, dess längd är 3,43 meter.
Den vackra altartavlan är kyrkans prydnad från så sent som 1931. Den visar, i mitten, herdarnas tillbedjan av det nyfödda barnet i krubban. I sidofälten ser vi evangelisterna med symbolerna under; Matteus, Lukas, Markus och Johannes. Målningarna är gjorda av fröken Carin Adelswärd, Adelsnäs, och är en värdefull gåva av henne till den församling vid vilken hennes ätt är bunden.
Den vackra ryamattan som ligger framför altarrunden föreställande livets träd, är egenhändigt tillverkad av hemslöjdskonsulenten fröken Olga Anderzon, Västerås, och skänkt till hennes hemförsamling.
På långskeppets norra vägg hänger en korklocka, vilken är en gåva till församlingen från Åtvidabergs kommun. Den skänktes till kyrkan vid Stora kyrkans 100-årsjubileum, 1985.
Sedan 2010 har Stora kyrkan varit stängd och genomgått en omfattande invändig renovering. 6 januari 2016 återöppnades Åtvid Stora kyrka.