Построен из белого тесаного камня по заказу владимирского князя Андрея Боголюбского в 1158-1160 гг. в виде шестистолпного, трехнефного, одноглавого здания с тремя небольшими южным, северным и западным притворами и башнями у западных углов. Ширина центрального нефа составляет 20 греческих футов (равна ширине пролета Золотых ворот). Высота собора 32,3 м.
В 1185-1189 гг. при князе Всеволоде Большое Гнездо притворы и башни были разобраны и заменены обширными и высокими галереями, для сообщения с которыми в стенах собора были прорублены арки. Вместо одноглавого собор стал пятиглавым. Апсиды перестроены.
В 1408 г. собор был расписан Андреем Рублевым и Даниилом Черным. От их росписи сохранились отдельные изображения большой композиции "Страшного суда", занимавшей всю западную часть храма.
Для иконостаса собора Андреем Рублевыми Даниилом Черным были созданы грандиозный деисусный чин (в Третьяковской галерее и Русском музее) и иконы праздничного ряда.
Рублеву принадлежат семь икон праздничного ряда: "Благовещение", "Крещение", "Рождество Христово", "Сретение", "Преображение", "Воскрешение Лазаря", "Вход в Иерусалим". От работ других мастеров они отличаются мягкостью, гармоничностью настроения.
Колокольня Успенского собора 56м построена в 1810 г.
Несравненно слабее и эклектичнее выглядит здание теплой Георгиевской церкви, встроенное между собором и колокольней в 1862 г. Но оно почти не бросается в глаза настолько велико впечатление, производимое собором.
С самого своего начала до XV в. хранил наш собор чудотворную икону Владимирской Божьей Матери. Здесь венчали князей на Великое княжение; здесь, хотя и недолго, была митрополичья кафедра (1299 — 1325 гг.). Здесь покоятся святые мощи Владимирских князей Андрея, Глеба, Георгия.
И мало кто теперь знает, что был он закрыт в 1927 г. и более чем на полтора десятилетия стал антирелигиозным музеем. Слава Богу, и сейчас, как 8 веков назад, здесь звучит молитва, возжигаются свечи, вершится таинство Причастия.
К собору с севера поднимается площадь, с конца XVIII в. бывшая парадным плацем.