Утрата Новгородом в конце XV в. экономической и политической независимости, тесные контакты с Москвой и другими русскими землями привели к тому, что к XVII в. черты самостоятельной Новгородской школы зодчества постепенно растворились в процессе сложного взаимодействия разных архитектурных течений.
В сооружении собора принимали участие как новгородские строители, так и мастера, приглашенные из других городов России. Стилистическое сходство собора и колокольни с ярославскими и костромскими постройками позволяют предполагать участие в каменных работах мастеров из Поволжья.
Несмотря на перестройки и ремонты собор хорошо сохранил архитектурные формы XVII в. Яркая многокрасочная стенопись, появившаяся в 1702 г., еще более усилила величаво-торжественный праздничный характер интерьера.
Пострадал храм в сильный пожар 1745 г.: в паперти и на крыльцах потрескались от огня "окончины стеклянные", повредилась глава над северным приделом, опаянная жестью. Большие ремонтные работы были осуществлены на пожертвования графини Анны Орловой-Чесменской в 1844-45 гг., а также в 1880 г. Значительные повреждения памятник получил в годы Великой Отечественной войны. В 1944 г. собор стоял без кровель, с зияющими дырами от снарядов, выломанными полами, закопченными фресками. Резные рамы иконостасов, по-видимому, были сожжены. Фашисты превратили храм в казарму.
Большую работу по спасению и реставрации Знаменского собора проделали работники Новгородской реставрационной мастерской. В 1950-е годы были проведены аварийно-ремонтные работы: сделана новая кровля и реставрированы отдельные архитектурные формы.
В настоящее время Знаменский собор открыт для посещения как памятник архитектуры и монументальной живописи.