Такое расположение Собора позволило организовать обширную соборную площадь перед его западной и южной сторонами. На эту площадь выходят самые значительные и нарядные здания.
Прообразом пятиглавой Успенской соборной церкви послужил Московский Успенский собор, определивший объемную и планировочную структуру здания как трехнефную, шестистолпную с четырехчастным делением фасадов по длинным сторонам, переходящим в килевидные завершения и позакомарные покрытия.
В остальном же Тихвинский Успенский собор представляет собой самостоятельный памятник архитектуры начала XVI века, не имеющий повторений. Отличие его от других подобных соборов, построенных одновременно (собор Преображения Хутынского монастыря в Новгороде, Смоленского собора Новодевичьего монастыря, Ярославского Спасо-Преображенского собора и др.) заключается в том, что он был одноэтажным, поземным, без горизонтальных членений фасадов, с невысокими, первоначально открытыми папертями.
В 1690 году артель тихвинских иконников во главе с Иваном Шемушским за один летний сезон расписала фресками стены, столбы, свод, портал Успенского собора.
В конце XVIII века монастырские власти произвели «поновление» стенного письма, в результате которого частично погибли старые фрески. Однако целые композиции этих росписей и отдельные фигуры сохранились до наших дней на северо-западной стене, в северо-восточном углу и на сводах.
Частично остались нетронутыми и росписи наружных стен собора, выполненные в 1661 году мастерами Григорием Андреевым, Мироном Евдокимовым и другими иконописцами, работавшими во второй половине XVII века, в период расцвета тихвинского иконописного промысла.
Перестройки XVIII -первой четверти XIX вв. и растеска древних оконных проемов исказили объемно-пространственную композицию и силуэт первоначального облика здания.