L’Oratorio è orientato con il lato lungo sulla piazza della Chiesa Nuova. La facciata era stata inizialmente concepita dal Borromini a cinque interassi con il livello superiore di tre, con un effetto di ascesa verticale. A causa della scelta di collocare la Biblioteca Vallicelliana dietro il livello superiore della facciata, l’architetto dovette aumentare il livello superiore portandolo da tre a cinque interassi e provvedere che il livello inferiore, già realizzato, sembrasse più largo in proporzione attraverso l’inserimento delle volute e delle fasce bugnate. Il portone, collocato decentrato rispetto all’intero edificio, è affiancato da due colonne dai capitelli con volute e ghirlande e sormontato da un timpano centinato ornato dalla corona della gloria e dalle palme del martirio, e sembra essere in corrispondenza dell’altare che, invece, si trova sul lato corto. La facciata, realizzata in mattoni tagliati e stucco, infatti vede un susseguirsi di piani concavi e convessi, che dialogano con lo spazio antistante della piazza: la parte centrale, convessa al piano terreno e al primo piano e concava al secondo piano, è affiancata a entrambi i lati da due corpi concavi separati da lesene e da un corpo orizzontale dove si apre una porta. Al pian terreno si aprono finestre in nicchie dalla volta ombrello. La facciata si eleva su due ordini di finestre: al primo piano ai lati con una cornice triangolare, mentre quella al centro è ad arco; al secondo si aprono finestre con timpano centinato e un balcone decorato da un timpano con una ghirlanda e una fiamma, al di sopra del quale vi è un arco prospettivo cassettonato con rosoni e la colomba dello Spirito Santo. A coronamento un frontone decorato da stelle e rosoncini. Entrando a sinistra dell’entrata si trova l’ambiente noto come Sala Borromini, scandita da pilastri con capitelli ionici decorati da ghirlande tra le volute. Al di sopra del cornicione, su un secondo ordine di pilastrini si imposta la grande volta costolonata al centro della quale si trovava in origine l’affresco del Romanelli con l’Assunta. Oggi si trova un dipinto del XIX sec. raffigurante l’Adorazione del simbolo della Trinità. Tra i piastrini si aprono quattro finestroni nei lati lunghi; sopra l’altare e sopra la porta dell’ingresso l’architetto pose due logge: rispettivamente la loggia dei musici, molto alterata dall’aggiunta di colonne di alabastro al di sotto, occupata dall’organo, e la loggia dei cardinali, composta da tre ambienti e di un piccolo ammezzato sovrastante, oggi occupati dall’Archivio Storico Capitolino. Nella nicchia sulla parete verso la piazza si trova la cattedra per i sermoni e nella nicchia di fronte la statua di S. Filippo realizzata da Michele Maille nel XVII sec.