Успенский собор, сооруженный по повелению царя Иоанна Грозного, строился на протяжении 1559–1585 гг.

По своей архитектуре пятиглавый Успенский собор очень близок послужившему для него образцом одноименному собору Московского Кремля, превосходя его по размерам.

Это самый большой храм Троицкого монастыря, но поставлен он так, что его торжественное величие не подавляет собой другие, более древние и меньшие по размерам постройки монастыря.

Успенский собор ограничивает соборную площадь с востока.

Под стать величественному собору и фресковая живопись, покрывающая его стены, столпы и своды.

Она была выполнена в 1684 г. артелью ярославских и Троицких иконописцев, возглавляемых известным мастером Дмитрием Григорьевым.

Особую торжественность внутреннему убранству собора придает огромный пятиярусный резной иконостас начала XVIII в. с иконами XVII в. и два прекрасных бронзовых паникадила работы Оружейной палаты (XVII в.).

Главными святынями собора являются покоящиеся в нем мощи святителя Иннокентия, митрополита Московского и преподобного Максима Грека, открытые для поклонения в теплое время года, когда Успенский собор становится главным храмом, в котором совершаются монастырские богослужения.