Akdeğirmen Mahallesi sınırları içinde bulunan kilise, Tavra Deresi’nin doğu yakasında ve askeri bölge içindedir. Eski adının Surp Kevork Kilisesi olduğu söylenen yapının, Karadeniz Bölgesi’nden gelen ve bölgede kilise ve mezarlığı bulunmayan Rum toplumuna tahsis edilmesi ve bir süre hizmet vermesi sonucunda Rum Kilisesi adını aldığı rivayet edilmektedir. Kaynaklara göre XIX. yüzyıla tarihlendirilen yapı, önce Ermeni Kilisesi, sonra Rum Kilisesi olarak kullanılmış olup daha sonra askeri alan içinde kaldığından cephanelik olarak kullanılmıştır.

Yapı, yaklaşık 14,70 / 23.00 metre boyutlarında bazikal planlı olup üç sahanlıklıdır. Yapının dar cephesi Tavra Deresi’ne dönük olarak yerleştirilirken apsis bölümü ise dereye paralel uzanan yüksek kaya kütlesine yaslandırılmış ve kaya içine oyulmuş konumdadır. Üç cephesi açık olan yapı genel olarak dereye eğimli bir araziye inşa edilmiştir.

Ön cephesindeki dar kapıdan kilisenin narteks bölümüne geçilmektedir. Narteksin üstü birbirlerinden kemerlerle ayrılmış üç ayrı tonoz ile örtülüdür. Ön cepheye paralel olarak yerleşen narteks bölümünde alt kotta giriş kapısı ve dört pencere boşluğu, üst kotta giriş cephesine açılmış üç pencere boşluğu bulunmaktadır. Narteks ile naos ve yan nefleri birbirinden ayıran, ortada iki sütun ve yan duvarlarda iki yarım sütun arasında yaklaşık 2,5 metre yüksekliğinde taş duvar yapılmış olup günümüzde bu duvarın yan nefleri ayıran bölümleri yıkılmıştır. Ortada dört sütunla taşınan kubbenin yanları çapraz ve beşik tonozlarla örtülmüştür. Kilise içinde ortada kubbeyi taşıyan dört sütun ve narteksle naosu ayıran duvar içindeki iki sütunun dışında, bu sütunların aksında iç duvarlara yapıştırılmış toplam sekiz adet yarım sütun bulunmaktadır. Ayrıca ön cephe duvarıyla yan cephe duvarlarının birleştiği karşılıklı iki iç köşeye iki çeyrek sütun yerleştirilmiştir. Sütunların naos bölümünde ter alanlarının başlıkları ionik üsluba yakın bir volüt ile yapılmıştır.

Kilisenin Tavra Deresi’ne bakan ön cephesi simetrik olarak düzenlenmiş ve orta aksta giriş kapısı ve aynı aksta yer alan pencerenin üstünde cephenin etkisini arttıran üçgen bir alınla, arşitravla tamamlanmıştır. Cephe aksının sağında ve solunda aynı düzende altta küçük bir pencere menfezi, üstte daha geniş bir pencere boşluğu bulunmaktadır.

Kilisenin ön ve yan duvarları kesme taştan yapılmış olup kaya içine oyulan apsis içi kesme taşlarla örülerek düzeltilmiştir. Askeri bölgede kalması nedeniyle yapı iyi korunmuş olup yapısal ölçek ve mekânsal kapsamda değişikliğe uğramamıştır. Yapısal değişiklikler yapı elemanları ve malzeme boyutundadır. Narteksi yan neflere bağlayan duvar yıkılmış, naostaki yan kapılar kapatılmıştır.

Sivas Valiliği tarafından hazırlatılan restorasyon projesi, 2015 yılında Sivas Kültür Varlıklarını Koruma Bölge Kurulu’nca onaylanmıştır. Hazırlanan projede yapının mimari elemanları özgün durumuyla korunmuş, yalnızca gerekli noktalarda güçlendirme kapsamında müdahaleler yapılmıştır. Kilisenin çevresindeki doğal kaya oluşumlarıyla beraber korunması ve değerlendirilmesi konusunda planlama yapılmış, kilisenin ilk yapım dönemindeki ilgi çekici tasarım unsurlarından biri olan kaya kütlesi içine oyularak yapılmış apsis bölümü mevcut haliyle korunmuştur.

Sivas’ta şehir merkezine en yakın kilise olan Rum Kilisesinin, restorasyonu takiben ziyarete açılması halinde kültür ve inanç turizmi kapsamında büyük ilgi görmesi muhtemeldir.