Дослідженнями встановлено, що первісно храм був тридільною триверхою спорудою зі склепом під навою та апсидою. Церква відзначалася довершеністю планово-просторової структури та гармонійною простотою архітектурних форм.
Кожен з трьох її об’ємів в інтер’єрі має вигляд невеликого купольного залу, проте внутрішній простір сприймається як єдине ціле завдяки високим подвійним аркам, які відкривають наву в бік апсиди та бабинця. Пізнім відлунням готичних впливів на монументальну архітектуру Волині є стрілчаста форма вікон нави та апсиди.
Стіни церкви, товщина яких сягає 1,5-2,3 м, вимурувані з вапняку та жолобчастої цегли, а півсферичні бані — з цегли.
У XVIII ст., коли монастир був уніатським, церква зазнала суттєвих перебудов, метою яких було надання їй зовнішнього вигляду католицького храму. Для цього стіни бабинця й апсиди надбудовано до єдиного рівня, а об’єми, які утворилися, перекрито двосхилими дахами. Під ними "заховалися" первісні верхи над бабинцем та апсидою. Об’єм храму став монолітним. Південний і північний фасади нави завершувалися щипцями, а кути об’ємів і східний фасад апсиди прикрасилися пілястрами.
Коли Михайлівська церква знову стала православною, у другій половині XIX ст. над центральною півсферичною банею, яка перекриває наву, збільшили висоту глухого восьмигранного парапету і над ним звели великий, досить незграбний фальшивий дерев’яний верх.
Нині храм є значною за розмірами спорудою (довжина -27, ширина у вівтарній частині — близько 17 м). Будівля тридільна і складається з квадратних у плані бабинця і нави та квадратної ззовні й півциркульної в інтер’єрі апсиди, до якої з півдня та півночі симетрично прилягають низенькі ризниця та паламарня.
В оздобленні інтер’єру поєднуються елементи архітектури ренесансу та бароко. Принципи ренесансу втілені в декорі внутрішньої поверхні бані над навою. її поділяють вісім радіальних гуртів, які перетинаються трьома концентричними колами; точки перетину прикрашені ліпними овалами, ромбами, квадратами та колами. Бароковий характер має декоративне оздоблення двох ніш для кіотів, симетрично розташованих у південній і північній стінах нави їх обрамлюють колони, капітелі яких прикрашені ліпним рослинним орнаментом та увінчані розірваними фронтонами з волютами.
У ризниці Михайлівської церкви зберігається портрет фундаторки — Регіни Соломирецької-Гойської (копія XVIII — початку XIX ст.). На ньому зображено молоду жінку в стародавньому головному уборі й темній одежі з гофрованим білим широким коміром. На аркуші паперу, який вона підтримує правою рукою, польською мовою написано.
Художню цінність мають запрестольна ікона у вівтарі та кілька стародруків, серед яких дві книги "Мінеї" 1761 p., видані в Почаївській лаврі.
Унікальним є стародавній замок з ажурною накладкою та ковані металеві фігурні завісові накладки дверей західного входу — видатні зразки ковальської майстерності XV1I-XVIII ст.
Незважаючи па перебудови та пізніші нашарування. Михайлівська церква не втратила архітектурно-художньої цінності. Вона становить оригінальний тип мурованого культового будівництва першої половини XVII ст. і належить до найяскравіших творів волинської архітектурної школи.
Ландшафт села Мильча та його околиць на Рівненщині завдячує своїй мальовничості пасму невисоких пагорбів, які підносяться над широким лугом. На одному з цих пагорбів розташована мурована Успенська церква Це єдина споруда, яка уціліла від ансамблю Різдво-Богородичного монастиря, заснованого в 16-10 р. на кошти А.-Б. Єловіцького — войського (стародавнє шляхетське звання) Кременецького", як свідчить напис на портреті фундатора, що зберігається в ризниці храму. Він помер у 1647 р. і, можливо, був похований у склепі, який розміщується під частиною будівлі храму:
Успенська церква, що стоїть посеред просторої ділянки, -однонавова споруда з однією шестигранною, витягнутою на схід апсидою. До неї з півдня прилягають квадратна в плані ризниця та невелике допоміжне приміщення, а до нави з півдня та півночі, симетрично — шестигранні вузькі та значно нижчі за паву бічні рамена, завдяки чому утворюється хрещатий план. З заходу до нави прилягає прямокутний у плані невеличкий притвор.
Значна за розмірами будівля (довжина по осі схід-захід 28, ширина по бічних раменах — 20 м) відзначається простотою й монументальністю архітектурних форм. Фасади позбавлені декоративного оздоблення, площини обтинькованих стін прорізані витягнутими вікнами з півциркульними перемичками.
Стіни, максимальна товщина яких у наві та апсиді становить 1,5 м, вимурувані з цегли розмірами 28х14х(8-9) см. Нава, апсида та допоміжне південне приміщення перекриті циліндричними склепіннями з розпалубками, притвор і ризниця — хрещатими склепіннями.
Надзвичайно цікава особливість будівлі — оригінальні перекриття над бічними раменами. За конструкцією вони неоднакові. Над північним раменом це півсферичний купол діаметром близько 2 м, над центром якого підноситься другий мініатюрний купол. Над південним раменом центр неправильного, в нижній частині восьмигранного зімкненого склепіння увінчаний мініатюрною півсферою.
Відповідно до цього, первісні дахи над бічними раменами вирішені як окремі багатогранні невеликі верхи, увінчані чотиригранними маківками. Про це свідчать кресленики північного й західного фасадів Успенської церкви, складені Волинським єпархіальним архітектором К. Михайловським у 1835 р. Через рік Комісією проектів і кошторисів був складений і схвалений проект надбудови над притвором храму одноярусної класицистичної дзвіниці, перекритої півсферичною банею, який, проте, не був реалізований. Разом з цим, складений проект нового іконостаса не був затверджений.