Император Николай Павлович полагал строить Храм "лучшими материалами и работою, без передачи в ценах и без потеряния вре-мени". Способ вполне себя оправдавший, о котором не следует забывать и сегодня. "Бедный Витберг" был отвергнут не только потому, что его проект слишком дорого стоил казне, но и потому, что сам зодчий не смог сдержать поток казнокрадства. Новый порядок, предложенный московским генерал-губернатором князем Д.В.Голицыным и утвержденный государем, делал руководство постройки коллективным. В Комиссии для построения Храма ответственность разделилась: по "искусственной части" - архитектурной, строительной, инженерной, технологической и по "хозяйственной" - финансовой, заготовке материалов, торгов и подрядов.
За "искусственную часть" отвечали главный архитектор и его помощники - распорядитель и производитель работ, занимавшиеся проектированием и непосредственным надзором. "Хозяйственной частью" ведали профессиональные чиновники.
Кроме того, при комиссии учрежден был Совет из не участвующих в строительстве известных художников и опытных чиновников. Деньги на строительство включались в общую смету государственных расходов по ведомству путей сообщения и публичных зданий. Сумма для первоначальных работ была определена в 1 405 825 рублей.

Так начались работы по сооружению Храма во Имя Светлое Спасителя Христа. Надо отметить, что "долгостроем" он вовсе не был. Работы не прерывались ни на день. Строительство фундамента и стен было осуществлено за умеренные по тем (да и по нынешним) временам сроки. Медлительность же отделочных работ объяснялась незначительностью ежегодно выделяемых средств. Русская строительная индустрия была хорошо отлаженным механизмом, но государственной казне не всегда удава лось в полной мере наполнить ее финансами.
27 июля 1838 года началась кладка фундамента. Тон проявил себя изобретательным инженером. По деревянным наклонным плоскостям глыбы бутового камня легко спускались на положенное место, без дополнительной передвижки. Для спуска известкового раствора устроили закрытые шлюзы, в которых известь смешивалась с песком тяга. В результате раствор получал двойную твердость.
Закладка состоялась 10 сентября 1839 года и хотя не была столь пышной, как на Воробьевых горах за двенадцать лет до этого, но тоже вызвала интерес москвичей.
После окончания торжественной закладки работы были продолжены. Приступили к сооружению основных стен и четырех несущих пилонов. Одновременно котлован постепенно засыпался битым кирпичом и землей, которые непосредственно во время скатывания вниз. Для затворения извести использовалась конная основательно утрамбовывались. Опорные пилоны укрепили способом опрокинутой арки, благодаря чему весь громадный груз равномерно распределился по площади фундамента. То, что позднее Храм не дал при усадке ни малейшей трещины, говорит о блестящем инженерном расчете Тона (главный собор Петербурга - Исаакиевский до сих пор дает множество трещин).
Кирпичные и каменные работы продолжались более десяти лет.
В 1840 году началась отделка мрамором цоколя здания, а затем и стен. Мрамор для отделки нашли в селе Протопопове Коломенского уезда Московской губернии. Он прекрасно полировался, был пригоден для изготовления скульптуры.
В 1840 году закончили кладку свода большого купола, исполненную без кружала (деревянная форма по которой выполняется кладка арки или свода) и восхитившую современников,- это был крупнейший купол в России. В 1850 году завершены стены и своды малых куполов, а через три года окончены работы по внешней облицовке здания и начата установка металлических крыш и глав.


Во время облицовки мрамором изготовлялись горельефы для арок порталов и большие многофигурные композиции для установки в угловых частях Храма. Сюжеты их выбирал преосвященный митрополит Московский Филарет (Дроздов) - выдающийся богослов. Изготовление рельефов поручили профессорам Императорской Академии художеств Н.А.Рамазанову, А.В.Логановскому и барону П.К.Клодту. Основная часть мрамора осталась неполированной, беловато-матового оттенка, схожего с белым камнем - излюбленным материалом древнерусских зодчих, чьим традициям старались следовать создатели Храма В 1860 году практически все внешние отделочные работы были исполнены, и с Храма сняли леса. В 1862 году на крыше устроили бронзовую балюстраду, отсутствовавшую в первоначальном проекте.



В Храм вели 12 дверей - по три с каждой стороны. Их также изготовили техникой гальванопластики из темной бронзы по моделям выдающегося русского скульптора, рисовальщика,медальера, вице-президента Императорской Академии художеств графа Ф.П.Толстого.
В 1859 году приступили к внутренней штукатурке здания, продолжавшейся два года: темп работы сдерживала сырость стен, для нейтрализации которой применили относной способ штукатурки - на стене костылями и проволокой укреплялась металлическая сетка, а на нее наносился раствор. Работы начались в верхнем ярусе и в главном куполе, дабы подготовить их к росписи. Такой способ ускорил и удешевил работы, но пагубно сказался на сохранности живописи. Предполагавшаяся мозаика была бы значительно долговечнее, хотя и дороже. Внешняя отделка Храма осуществлялась исключительно русским камнем, однако в интерьере пришлось применять иностранные сорта мрамора, так как найти в России отделочный камень соответствующего качества было очень хлопотно, а за границей для этих целей имелись давно разрабатываемые месторождения. Как Исаакиевский собор принято было называть минералогическим музеем, так и Храм Христа Спасителя имел основание считаться таковым по разнообразию и богатству использованных в интерьере отделочных материалов. Для пола и стен, где не было росписей, использовались лабрадор темно-зеленого цвета, добываемый в Киевской губернии, шокинский порфир, добываемый в Олонецкой губернии, и итальянский мрамор пяти сортов. Камнем были облицованы стены до хоров. Двенадцать яшмовых колонн украшали порталы Храма.
С 1878 по 1881 год велись работы по отделке площади-террасы вокруг Храма.

Весной 1912 года в сквере возле Храма соорудили памятник Александру III - произведение профессора архитектуры А.Н.Померанцева и скульптора А.М.Опекушина. Этот памятник просуществовал всего шесть лет и был низвергнут в 1918 году. Постамент его простоял еще 13 лет и был разрушен вместе со всем комплексом Храма.

Здание Храма располагалось на обширной площади в центре города. Со временем площадь эта была засажена деревьями и цветами, так что вокруг Храма образовался своеобразный парк, столь любимый москвичами.
Размеры Храма поражали своей грандиозностью. Неизгладимо было впечатление от его интерьера - Тон был блестящим мастером напоенных светом композиций.

Высота Храма до вершины креста - 103,48 м. В нем мог бы свободно поместиться "Иван Великий". Высота от карниза до маковки шара - 27,73 м, длина креста - 8,5 м.
Диаметр главного купола равен 29,87 м. Поверхность свода - то есть главы - 2909,58 кв. м. Этот свод был выполнен без кружала и являлся подлинным шедевром русского строительного искусства. Кубический объем Храма равен 101 992 куб. м. Внешняя его площадь была 6829,3 кв. м, внутренняя - 3990 кв. м. Он был рассчитан приблизительно на десять тысяч человек. Толщина наружных стен здания равна была 3,2 м, внутренних - 1,4 м. Между ними по примеру древних христианских храмов располагался коридор шириной 4,2 м.