Les caractéristiques principales de l'église Saint-Paul de Joliette sont conformes aux grandes lignes de l'architecture religieuse d'après-Conquête basée sur les modèles du régime français. Deux portails latéraux sont généralement aménagés de part et d'autre d'un portail principal placé au centre de la structure. Le clocher présente pour sa part une forme octogonale, étagée selon deux niveaux d'ouvertures, et est coiffé d'une flèche. On peut penser qu'à l'origine, le clocher n'avait qu'un seul niveau. Le deuxième serait l'œuvre de Chrysostome Perrault, élève de Louis-Amable Quévillon, et se serait greffé au premier au cours des travaux de restauration de 1821.

La construction de l'église actuelle remonte aux années 1803-1804, en remplacement d'une première chapelle de bois érigée en 1782. Utilisant une pierre locale grossièrement taillée, la maçonnerie présente une régularité relative et une surface sans articulation.

Un premier décor intérieur, dont il reste encore aujourd'hui quelques éléments, est réalisé entre 1821 et 1830. C'est aussi Chrysostome Perreault qui est chargé de réaliser la première version du décor. Le sculpteur Pierre Guibord exécute certains des éléments conçus par Perreault comme la corniche, encore en place, les autels latéraux et le chandelier pascal. Perrault veille personnellement à la conception de la chaire et du maître-autel. La majeure partie de cet ensemble sculpté a par ailleurs été restauré vers la fin du 19e siècle. L'année 1889 semble la plus plausible alors que certains documents de la fabrique font état de grandes réparations. Différents tableaux de Louis Dulongpré, acquis par la fabrique en 1815, ornent également les murs de l'église de Saint-Paul.