Prace wznowiono dopiero w 2000 po oficjalnej kanonizacji Mikołaja II i jego rodziny przez Rosyjską Cerkiew Prawosławną. 23 września 2000 ponownego aktu wmurowania kamienia węgielnego dokonał Patriarcha Moskwy i Wszechrusi Aleksy II. Cerkiew została zaprojektowana przez architektów G. Mazajewa, W. Morozowa i M. Graczewa. Budowa miała zostać przeprowadzona błyskawicznie. Otwarcie cerkwi zaplanowano na 16 lipca 2003, dokładnie w osiemdziesiątą piątą rocznicę zabójstwa rodziny cesarskiej. Terminu tego udało się dotrzymać.
Architektura Cerkiew zbudowana jest w stylu rosyjsko-bizantyjskim. Fasada wyłożona jest granitem. Przed wejściem znajduje się też monument poświęcony rodzinie Romanowów. Cerkiew na Krwi mieści w sobie dwie świątynie: dolną i górną. Część dolna ma symbolizować piwnicę domu Ipatiewa i mord dokonany tam na rodzinie cesarskiej. W architekturę wnętrza cerkwi wkomponowano pozostałości dawnego budynku. Wysokość obiektu to 60 metrów, powierzchnia 3000 metrów kwadratowych. Górna cerkiew poświęcona jest wszystkim świętym rosyjskim. Znajduje się tam długi na 30 metrów i wysoki na 13 metrów marmurowy ikonostas.