Проектировать церковь и подворье поручили А. В. Щусеву, только что закончившему работы в Марфо-Мариинской обители. За образец архитектор вновь взял строения новгородско-псковских зодчих начала XV века, в итоге возведя рассчитанный на 200 человек храм с двухъярусной звонницей, ризницей и книгохранилищем. Пятиярусный иконостас должны были составить образа XVI—XVII столетий, такие же старинные иконы собирались для убранства храма, а его стены предполагалось расписать в стиле ферапонтовских фресок Дионисия. Война и революция помешают этим планам.
После торжественной закладки подворья, состоявшейся в праздник перенесения мощей святителя Николая, 9 (22) мая 1913 года, началось и строительство странноприимного дома. Его трёхэтажное здание с полуподвалом должно было включать приёмную, палаты и комнаты паломников, кладовые, кухню и столовую. Ещё до завершения всех работ сюда стали прибывать богомольцы, и для ознакомления с их нуждами и внесения возможных поправок в проект Елизавета Фёдоровна отправила в Бари нового члена ИППО, Князя императорской крови Олега Константиновича.
Князь Олег был любимцем своего отца, Великого князя Константина Константиновича, от которого унаследовал поэтический дар. Мечтая о литературной деятельности, талантливый юноша пробовал себя и в прозе, увлекался пушкиноведением, играл в домашних спектаклях. Он серьёзно занимался музыкой и живописью, но больше всего тянулся к художественному слову, к поэзии. Отличали князя и глубокая вера, и горячая любовь к Отечеству. «Бывают минуты жизни, — записал он в дневнике, — когда вдруг страстным и сильным порывом поймёшь, как любишь родину, как её ценишь... В эти мгновения так хочется работать, делать что-нибудь, помогать чем-нибудь своей родине». Как такую работу он воспринял и командировку в Бари, куда отправился в июле 1914 года. Там Олег Константинович внимательно осмотрел постройки, выдвинув затем ряд предложений на заседаниях строительной комиссии. Одно из них говорит о том, что князь подошёл к вопросу не только с практической, но и с эстетической стороны — вместо глухого каменного забора вокруг храма он посоветовал возвести лёгкую железную ограду, чтобы красота церковного здания не скрывалась от прохожих.
К делу храмостроительства и храмоукрашательства Елизавета Фёдоровна обращалась неоднократно. Иногда она первой замечала то, что давно просилось само собой, но почему-то не привлекало внимания других. Посетив Богородицкий женский монастырь в Казани, Великая княгиня пожелала осмотреть место явления и обретения знаменитой чудотворной иконы Божией Матери, ставшей одной из главных святынь России. Для этого пришлось спуститься в помещение под алтарём главного монастырского храма.
Помолившись, Елизавета Фёдоровна выразила удивление и сожаление о запущенности столь святого места. Тогда игуменья Варвара предложила соорудить здесь часовню, посвящённую трёхсотлетию Дома Романовых и порученную покровительству Её Высочества. Великая княгиня с радостью согласилась.
Через пять месяцев она писала управляющему Казанской епархией преосвященному Алексию: «Глубоко счастлива, что Господь сподобляет меня принять участие в святом деле сооружения часовни на месте явления чудотворной Казанской иконы Божией Матери. На днях вышлю вам, Владыко, план маленького храма-часовни, который разработан архитектором академиком Щусевым, строителем моего храма в обители. Со своей стороны я желала бы прислать все иконы и соорудить сень над царскими вратами, в которой будет вставлена чудотворная икона. Весь храм будет напоминать древние катакомбы, а отчасти и усыпальницу Великого князя Сергея Александровича». По поручению Елизаветы Фёдоровны в Казань приезжал её секретарь, Владимир фон Мекк, сделавший дополнительные архитектурные наброски, а в Москве о проекте ей докладывал прибывший из Казани инженер П. П. Голышев. После чина основания храма-часовни, совершенного в день рождения цесаревича Алексея 30 июля 1911 года, начались строительные работы, завершённые через двадцать один месяц. Выбрав днём освящения пасхальную субботу 20 апреля 1913 года, Великая княгиня прибыла на торжество и смогла увидеть то, о чём мечтала — богатую сень с иконой, золочёные лампады (среди них поднесённую от себя и от сестры-царицы), стены, расписанные по эскизам, утверждённым ею в Москве, украшения иконостаса, выполненные по образцам из её домового храма Марфы и Марии. Звонили колокола, шёл крестный ход, со всех сторон звучало «Христос Воскресе!». На душе было светло.