Ярославский кафедральный собор в честь Успения Пресвятой Богородицы основан был еще в домонгольский период отечественной истории. По свидетельству летописи Ростовский князь Константин Всеволодович в 1215 г. «заложи церковь Успение Богородици на Ярославли».Впоследствии храм неоднократно горел и перестраивался. Кровавые события XX столетия сказались на судьбе многих русских храмов, уничтоженных безбожниками. В 1918 году при подавлении белогвардейского мятежа, при артобстреле собор пострадал от попадания снарядов, но на средства приходского совета был отремонтирован. В 1922 году в его стенах прошла акция по изъятию церковных ценностей из богатейшей ризницы. 1929 год принес новые бедствия, была снесена колокольня, а затем и ликвидирована религиозная община соборной церкви. В разоренном храме Божием была устроена пошивочная мастерская и склад для произведений древнерусского искусства, предназначенных к вывозу за границу через Госфонд. Затем там хранили зерно. 26 октября 2005 г. состоялась торжественная церемония освящения закладного камня, которое совершил митрополит Смоленский и Калининградский Кирилл (ныне — Святейший Патриарх). Камень находится за алтарем собора.

Строительство, начавшееся в 2006 году после археологических раскопок, продолжалось четыре года. Строительство велось московской строительной компанией «Корпорация ВИТ» во главе с Виктором Тырышкиным, который взял на себя финансирование всех работ.

В рамках празднования 1000-летия основания г. Ярославля 12 сентября 2010 года Успенский собор был торжественно освящен Святейшим Патриархом Московским и всея Руси Кириллом в сослужении сонма архиереев. Тогда же были помещены на историческом месте ковчеги с мощами святых благоверных князей Василия и Константина и чтимый список Ярославской иконы Божией Матери.