Приделы, примыкающие к северу и югу, имеют вид четвериков, перекрытых декоративными главками; они включены в пространство второго этажа галереи вокруг четверика, в западной части которой устроены лестницы со всходами, южное крыльцо украшено рундуком, северное – колокольней. Кирпичная декорация фасадов выполнена в стиле московского узорочья середины XVII в. с использованием многопрофильных элементов. Исследователи находят интересной пространственную композицию внутри храма: его алтарь, наос и трапезная почти равны по площади, что усиливает эффект центричности, а обилие света в пространстве наоса составляет контраст с затемнённой трапезной. В двух столпах, поддерживающих арки и своды церкви, были устроены ниши для размещения тронов царя и царицы, деревянных царских мест, которые в 1870 г. стояли у западной стены храма. От иконостаса последней четверти XVII в. уцелели царские врата и большая часть икон; верхние ярусы – XVIII в.; иконостас в северном приделе – первой четверти XIX в., в южном приделе – конца XIX в. Храм был расписан, как полагают исследователи, после постройки; в 1684 г. по указу царевны Софии Алексеевны для осмотра и поновления «стенного письма» сюда был послан царский изограф Фёдор Евтихиевич Зубов (см. в ст. Зубовы). В храме сохранилась первоначальная вымостка полов квадратными железными плитами производства тульских заводов. Церковь в честь Усекновения главы святого Иоанна Предтечи в Дьякове впервые была отнесена к XVI в. Иваном Михайловичем Снегирёвым. Уточнить датировку помогло сопоставление памятника, его пространственно-планировочной структуры и стилистических особенностей с произведениями архитектуры середины – второй половины XVI в., предпринятое Андреем Леонидовичем Баталовым, который показал, что храм был построен в 1560–1570 гг. и представляет собой произведение русских мастеров «по мотивам» собора Покрова Пресвятой Богородицы на Рву (св. Василия Блаженного). До постройки каменного храма на его месте существовала деревянная церковь, что подтверждается использованием в кладке основания храма и его пола могильных плит 1530 гг. Церковь принадлежит к типу столпообразных. К центральному восьмигранному столпу высотой 34,5 м примыкают объёмы четырёх приделов, также восьмигранные, но они вдвое меньше по габаритам (высота каждого 17 м). Приделы соединены крытой обходной галереей, которая на западном фасаде имеет два яруса и несёт по центру открытую звонницу. Восточные приделы примыкают к центральному одной из граней и слегка сдвинуты на восток таким образом, что оказываются на одной линии с апсидой главного придела. Благодаря этому с востока храм выглядит трёхапсидным, с пониженной центральной апсидой и гранёными высокими боковыми. Западные приделы в отличие от восточных оторваны от основного объёма: между ними и угловыми гранями центрального столпа образованы узкие проходы. Необычно, по мнению исследователей, для русской архитектуры оформлена верхняя часть храма. Огромный барабан окружают восемь коротких колонн в три четверти, между ними помещены узкие окна; колонны напоминают апсидиолы. Переход от основания к завершению столпов оформлен несколькими рядами кокошников-фронтонов (в приделах) и более сложным сочетанием полукруглых и треугольных кокошников (в центральном столпе).