Следующим этапом строительства стало возведение опорных пилонов и кирпичных стен, толщина которых достигала в некоторых местах 5 метров. Одновременно стены покрывали мраморными плитами. В процессе работ использовали металл для сооружения перекрытий и стропил. После устройства основания купола были подняты наверх двадцать четыре колонны, далее рабочие принялись возводить сам купол, который решили сделать полностью металлическим. Отливку конструкций производили на заводе Ч. Берда и использовали для этого 490 тонн железа, 990 тонн чугуна, 49 тонн меди и 30 тонн бронзы. В 1838–1841 гг. при помощи ртути провели золочение купола.
В 1858 г. состоялось торжественное освящение нового столичного собора. На богослужении присутствовали император Александр II, его семья и представители высшей знати Империи. Автор проекта архитектор Монферран прожил чуть больше месяца после освящения храма, и вскоре возникла городская легенда о том, что зодчему была предсказана смерть после завершения строительства грандиозного храма. Поэтому так долго, почти сорок лет, он и строил Исаакиевский собор.
Новый Исаакиевский собор поражал воображение. Его высота более 100 метров при длине и ширине, близких к 100 метрам, а диаметр купола (наружный) почти 26 метров. Ряды гранитных колонн и светло-серая облицовка мрамором стен достойны восхищения. Каждый из фасадов храма уникален и требует некоторого комментария.
В сторону Невского проспекта обращён восточный фасад храма. Фронтон портика украшен здесь барельефом скульптора Ф. Лемера «Исаакий Далматский останавливает императора Валента». Надпись на фризе собора: «На Тя Господи уповахом, да не посрамимся во веки». Эта часть здания украшена скульптурами работы И.П. Витали. Здесь Иаков – первый мученик среди апостолов. За стойкость веры его обезглавили в Иерусалиме. Симон Кананит изображён с пилой, орудием его мученической смерти. Тут же сидит евангелист Лука, проповедавший в Италии, Греции и Македонии.
Противоположный, западный фасад продолжает историческое повествование жития Исаакия Далматского. Барельеф на фронтоне портика исполнен скульптором И.П. Витали и повествует о единении духовной власти и светской – «Встреча Исаакия Далматского с императором Феодосием». В левом углу барельефа изображён сам архитектор О. Монферран в полуобнажённом виде с макетом собора. Из скульптурного убранства здесь установлены евангелист Марк (со львом), мученически погибший в египетской Александрии. С крестом и скребком показан апостол Варфоломей, проповедовавший в Индии, Африке и Армении. Последним установлен памятник апостолу Фоме. В левой руке он держит угольник, правую протянул перед собой. Надпись по фризу: «Царю царствующих». С этой стороны расположен главный вход в собор.
Барельеф «Поклонение волхвов» И.П. Витали установлен на южном фронтоне портика. Библейский сюжет повествует о встрече Марии, Младенца Иисуса и волхвов, среди которых находятся цари Месопотамии и Эфиопии. Мария с Младенцем сидит на троне, рядом с Ней – Иосиф. По фризу написано: «Храм Мой храм молитвы наречется». Среди скульптур на вершинах фронтонов в этой части присутствует апостол Андрей, покровитель России и Военно-морского флота. В нишах можно видеть замечательные барельефы скульптора А.В. Логановского: «Избиение младенцев» и «Рождение Иисуса Христа». Рельефы южных дверей показывают следующие библейские сюжеты: «Спор Христа с фарисеями» и «Бегство в Египет». В центральной части створок размещены рельефы с изображением святого Александра Невского и Архистратига Михаила.
Барельеф «Воскресение Христа» в северной части храма выполнен скульптором Ф. Лемером на известный библейский сюжет. На фризе портика слова: «Господи, силою Твоею возвеселится царь». Апостолы Пётр, Павел и Иоанн представлены на этой стороне храма. Пётр изображен, как полагается, с ключами. В честь него назван город Санкт-Петербург. Апостол Павел держит в левой руке меч. В центре находится скульптура сидящего Иоанна Богослова. По преданию, его ученики погребли Иоанна в преклонном возрасте живым в могилу в виде креста, но когда позднее захоронение вскрыли, то там старца не оказалось – он воскрес, как и Иисус Христос. В нишах бронзовые барельефы скульптора П.К. Клодта: «Несение креста» и «Оплакивание». Северные двери декорированы рельефами: «Се человек» и «Истязание Христа»; в центральной их части находятся изображения Исаакия Далматского и Николая Мирликийского.
Восточный фронтон
Западный фронтон
Южный фронтон
Северный фронтон
Апостол Пётр
Апостол Павел
На углах крыши собора установлены коленопреклонённые ангелы, поддерживающие светильники. В пасхальную ночь в них зажигали огонь, и зрелище это было потрясающим.
Планировка храма решена в виде креста, а внутреннее убранство поражает великолепием дорогой отделки. Пол собора набран из разных сортов мрамора, в рамках из порфира. Солея и три ступени в алтарную часть сделаны из красного порфира. Стены, кроме отделки мрамором, малахитом, лазуритом и мозаиками, покрыты превосходной живописью художников Ф.А. Бруни, В.К. Шебуева, Ф.Н. Рисса, К.П. Брюллова и других. В Германии на Мюнхенской Королевской мануфактуре специально для Исаакиевского собора изготовили витраж с изображением воскресшего Христа. Много использовали в отделке интерьеров собора мозаику, заменившую даже несколько живописных картин. Плафон главного купола украшен живописным полотном «Богоматерь» кисти К.П. Брюллова и П.А. Басина, там же на барабане изображение двенадцати апостолов, тех же художников.
