Скульптурная группа расположена на каждом из четырёх углов аттика и играет важную роль во внешнем облике храма, связывая основной горизонтальный объём здания с вертикалями барабана и купола. Ангелы со светильниками были выполнены скульптором Иваном Петровичем Витали (1794—1855) согласно проектному решению архитектора собора Огюста Монферрана и установлены по углам аттика в 1856 году. Основой для скульптуры Витали стали рисунки художника, академика Императорской Академии художеств Константина Антоновича Молдавского (1810—1855), участвовавшего, в качестве рисовальщика, в работах по постройке Исаакиевского собора.
Скульптуры Ангелов со светильниками располагаются на высоте 35 метров, высота самих фигур ангелов составляет 3,7 метра, а всей композиции 5,9 метров. Ангелы преклонили свои колени перед высоким светильником, увенчанным чашей. Левый ангел касается рукой светильника, правый держит руку на груди. Скульптурная композиция дополняется объёмными гирляндами из цветов и плодов.
В праздничные дни в чашах светильников зажигали огонь, для чего была реализована система освещения газовым пламенем. Впервые одновременное горение четырёх светильников было устроено 30 августа 1873 года. Светильники стали частью «большой иллюминации» Санкт-Петербурга, устраивавшейся по случаю главных праздников (пять раз в год) и важных событий. Традиция существовала до начала 20 века.