Din ansamblul construcţiilor, biserica Nașterea Maicii Domnului prezintă un interes deosebit, datorită faptului că meşterul a reluat stilul clasic al bisericilor moldoveneşti. Echilibrul proporţiilor, zvelteţea turlei, efectul liniilor, sobrietatea interiorului şi simplitatea decoraţiei exterioare sunt câteva din caracteristicile ei.
Biserica Nașterea Maicii Domnului
Biserica este construită în plan triconc, de dimensiuni reduse, cu o singură turlă aşezată pe naos. Este împărţită în pridvor, pronaos, naos şi altar, având lungimea în exterior de 21,50 m, lăţimea la abside de 11 m şi înălţimea pe axul turlei de 20 m. Pereţii groşi de peste 1,25 m sunt lucraţi din piatră de râu, cu puţină cărămidă în partea superioară şi var hidraulic.
Intrarea se face prin partea de vest. Iniţial biserica n‑a avut pridvor, cel actual fiind adăugat probabil în 1837, când s‑au efectuat şi alte construcţii la Sihăstria. Meşterul, dorind să realizeze un pridvor deschis, inspirat poate după cel de la Mănăstirea Galata sau chiar Moldoviţa, l-a prevăzut cu şase ferestre, pentru a avea cât mai multă lumină. În anul 1988, cele două ferestre din partea de apus a pridvorului s-au zidit, pictându-se două icoane mari în frescă: Acoperământul Maicii Domnului şi Naşterea Maicii Domnului, hramul mănăstirii. Din pridvor, o uşă masivă de stejar, ferecată în fier forjat, duce în pronaos.
Pronaosul este secţionat de un arc transversal suspendat, care ar vrea să amintească de vechea încăpere destinată mormintelor. În prima parte, bolta este împărţită de un arc longitudinal în două calote sferice paralele, ceea ce constituie un detaliu rar în Moldova în ceea ce priveşte pronaosul. Ambele calote sunt susţinute de câte patru arcuri obişnuite.
Naosul este separat de pronaos doar printr-un arc proeminent. Constructorul renunţă intenţionat la obişnuitul perete despărţitor pentru a nu micşora spaţiul interiorului, şi aşa destul de restrâns; poate a avut în vedere şi faptul că era o biserică a unui schit cu totul izolat, destinată doar sihaştrilor iubitori de linişte.
Turla, în formă cilindrică, străpunsă de patru ferestre înguste, este susţinută de acelaşi sistem de arcuri moldoveneşti suprapuse pieziş, care preiau descărcările tamburului şi se sprijină pe cei patru pandantivi. Ajuns în formă desăvârşită la bisericile Sfântului Ştefan cel Mare, acest sistem clasic de boltire este reluat întocmai şi la Sihăstria.
Absidele laterale, de formă semicilindrică, sunt, ca de obicei, mai mici decât absida centrală, dar dezaxate faţă de verticala turlei. Elementul din urmă constituie o caracteristică mai rară, întâlnită doar la unele biserici din secolele XVII şi XVIII. Absida altarului este prevăzută cu două nişe laterale, adânc săpate în grosimea zidului, care ţin loc de proscomidiar şi diaconicon. Pentru a le putea realiza, constructorul a supraîngroşat pereţii laterali dintre abside, pe o lungime de aproape 3 m, fără ca prin aceasta să le diminueze zvelteţea.
Biserica este luminată prin cinci ferestre, dintre care trei sunt fixate în axul celor trei abside şi două în pronaos, la care se adaugă şi o fereastră de la proscomidiar. Turla, de formă cilindrică în exterior, ca şi în interior, se sprijină pe o bază octogonală, renunţându-se la baza stelată mai greu de executat. Ca ornamentaţie, turla prezintă în partea inferioară un brâu de ocniţe adânci, dispuse oblic. Biserica Naşterea Maicii Domnului, în afară de pridvor, din punct de vedere al planului şi al sistemului de boltire, aparţine stilului clasic moldovenesc.
Catapeteasma, sculptată în lemn de tei şi poleită cu aur, după obiceiul vremii, datează din acelaşi an cu biserica. Deşi simplă în ansamblul ei şi eliberată de bogăţia greoaie a barocului, catapeteasma prezintă frumoase motive florale, rozete şi figuri geometrice, inspirate fie din natura înconjurătoare, fie din ornamentica populară. Pictura catapetesmei, de o vârstă cu sculptura, este executată în ulei cu deosebit gust artistic, „cu cheltuiala sfinţiilor sale ieromonahul Calinic şi a schimonahiilor Fevronia şi Elisabeta Cuza, la anul 1827, luna iunie 15”. Repetarea cu fidelitate a câtorva icoane din catapeteasmă în vechea pictură murală ne face dovada că acelaşi artist a executat întreaga pictură. Pe lângă icoanele împărăteşti ale Mântuitorului Iisus Hristos şi Maicii Domnului cu Pruncul la piept, se remarcă Cina cea de Taină, unde apostolii sunt aşezaţi la o obişnuită masă rotundă, asemănătoare cu cele din casele ţărăneşti.
Se cuvine amintită aici şi icoana făcătoare de minuni a Maicii Domnului, adusă la Mănăstirea Sihăstria la începutul secolului al XX-lea. În timpul marilor secete, la cererea credincioşilor, ea era dusă în procesiune de părinţii de la Sihăstria în satele dimprejur, unde aducea ploaia neîntârziat.
Vechea pictură murală în tempera degradându-se în urma incendiului din 1941, biserica a fost pictată integral în interior în frescă, între anii 1986-1988, de Arhimandritul Vartolomeu Florea, pictor bisericesc din obştea mănăstirii, dimpreună cu ucenicii săi. În cea mai mare parte erminia veche a fost respectată, realizându-se în decurs de peste doi ani o pictură armonioasă, cald colorată, care reuşeşte să înalţe sufletul către Dumnezeu.
La 16 octombrie 1988, în zi de duminică, a avut loc resfinţirea bisericii restaurate. Slujba de resfinţire şi Sfânta Liturghie au fost săvârşite de Preafericitul Părinte Teoctist, Patriarhul Bisericii Ortodoxe Române, împreună cu Preasfinţitul Părinte Eftimie, Episcopul Romanului şi Huşilor, înconjuraţi de un numeros sobor de preoţi şi diaconi şi asistaţi de mii de credincioşi. Atmosfera duhovnicească a slujbei, timpul foarte frumos şi cadrul natural unic, au dat acestei zile un aspect sărbătoresc rar, ce va rămâne mult timp în memoria călugărilor şi a credincioşilor.
În biserică se afla o raclă de lemn sculptat, unde se găsesc o părticică din lemnul Sfintei Cruci, apoi părticele din moaștele mai multor sfinți: Sf. Ap. Andrei, Sf. Ierarh Nicolae, Sf. Ierarh Spiridon, Sf. Mc. Haralambie, Sf. Ignatie Teoforul, Sf. Mare Mc. Gheorghe, Sf. Mare Mc. Ioan cel Nou de la Suceava, Sf. Mare Mc. Pantelimon, Sf. Mc. Lavrentie, Sf. Varnava, Sf. Mc. Ioan Rusul, Sf. Procopie, Sf. Mc. Marina, Sf. Elefterie, Sf. Andrei, Sf. Mc. Paraschevi, Sfinți Părinți din Lavra Sf. Sava, Sfinții Cuv. Mucenici din Muntele Sinai, Sf. Cuv. Arsenie, Sf. Mc. Panaghiot, Sf. Cuv. Daniil, Sf. Martin de Tours, Sf. Cuv. Paisie, Natan și Sila, Sf. Cuv. Mc. Daniel, sfinți de la Pecerska – Sf. Damian, Ioan și Nicolae, Sf. Prunci uciși de Irod, de la cuvioșii din Lavra Sf. Teodosie, unul din Sf. Mc. Prov, Tarah și Andronic, și părticele de la diferiți sfinți necunoscuți.