Будівництво його, згідно з літописом, почалося ще у 1073 р., за князя Святослава Ярославича, і тривало до 1089 р. Будували храм, за легендою, 12 братів-греків, направлених сюди Богородицею, яка вручила їм чудотворну ікону Успіння, згідно якої собор отримав свою назву.
У 1941 р. собор був підірваний. До сих пір неясно, хто ж це зробив: нацисти або радянські підпільники. Понад півстоліття храм простояв в руїнах. Відновлений був в 2002 р.