La chiesa presenta una pianta a croce latina. La facciata, di gusto neorinascimentale, presenta il portale principale sormontato da un timpano triangolare, il cui vertice è interrotto da un bassorilievo che riproduce il vecchio stemma della città. Gli altri due portali sono sormontati da cornice quadrata contenente un rosone. La parte inferiore della facciata è ritmata dalla presenza di nicchie, colonne e paraste; la parte superiore presenta un'ampia bifora inquadrata da coppie di paraste. All'interno la chiesa è suddivisa all'interno in tre navate, scandite da coppie di colonne. La navata centrale termina nel catino absidale, con coro ligneo e affrescato, in alto, con l'immagine della Trinità. La volta è affrescata con scene della vita di S. Stefano. A sinistra del transetto si apre la cappella del SS.mo Sacramento, con altare e balaustra del XVIII secolo; a destra la cappella della Madonna del Rosario. Al centro del transetto si eleva una profonda cupola su tamburo, con finestre alternate alle raffigurazioni delle Virtù Cardinali, impostata su quattro pennacchi dipinti con le figure degli Evangelisti. Le coperture a botte della navata centrale furono affrescate all'inizio del Novecento con scene della vita di S. Stefano, mentre per la calotta absidale furono realizzati i disegni della Trinità negli anni Trenta dal molfettese Corrado Maria Poli