Исторически, до возвышения Москвы, был главным (кафедральным) храмом Владимиро-Суздальской Руси, в нём венчались на великое княжение владимирские и московские князья. Памятник русского зодчества XII века, послуживший образцом для ряда более поздних соборов, в том числе Успенского собора Аристотеля Фиораванти. Один из немногих храмов, в котором сохранились уникальные фрески Андрея Рублева.

Согласно сообщению В. Н. Татищева, «по снисканию бо его (Андрея Боголюбского) даде ему Бог мастеров для строения оного из умных земель»; «по оставшему во Владимире строению, а паче по вратам градским видимо, что архитект достаточный был… Мастеры же присланы были от императора Фридерика Перваго (Фридриха Барбароссы), с которым Андрей в дружбе был как ниже явится». Однако необходимо заметить, что известный стереотип, связанный с приходом к Андрею «мастеров из всех земель», относится только к работам по украшению Успенского собора: «Того же лета создана бысть церква святая Богородица в Володимири благоверным и боголюбным князем Андреем, и украси ю дивно многоразличными иконами, и драгим каменьем бе-щисла и сосуды церковными и верх ея позлати по вере же его, и по тщанию его к святеи Богородице, приведе ему Бог из всех земель все мастеры и украси ю паче инех церквии». Согласно этому летописному тексту, речь идет не о строителях, а об иконописцах, ювелирах и золотильщиках.

Успенский собор 1158—1160 годов был шестистолпным, трёхапсидным, построенным из высококачественного белого камня (качество камня храма Боголюбского было существенно выше, чем камня галерей Всеволода). Сторона подкупольного квадрата — около 6,4 м. Несмотря на то, что храм был шестистолпным, его четверик зрительно воспринимался почти кубичным (длина без учёта апсид — около 22,5 м, ширина — около 17,5 м, высота — около 21 м), пропорции были достаточно изящными. И в интерьере, и в наружных формах ощущалась устремлённость вверх. По высоте (32,3 метра) храм превосходил Софийские соборы Киева и Новгорода.

Позже, храм неоднократно перестраивался, после пожара в 1185 году, при Екатерине в 1767 году. В начале XV века для украшения храма были приглашены Андрей Рублёв и Даниил Чёрный. От их росписей сохранились отдельные изображения большой композиции «Страшного суда», занимавшей всю западную часть храма, и фрагментарные изображения в алтарной части собора. Большинство же дошедших до нашего времени фресок были выполнены в XIX веке. В XVIII веке был перестроен иконостас — вместо древнего рублёвского был установлен новый, выполненный в барочном стиле. В 1862 году по проекту архитектора Н. А. Артлебена между колокольней и Успенским собором был построен Георгиевский придел, который с севера слился с нижним ярусом колокольни.