Нижняя зона уложена в ров глубиной 1 м и состоит из грубо отёсанных блоков белого камня и валунов, верхняя (высотой 80 см) имеет отступ около 70 см и сложена из тщательно отёсанных и хорошо пригнанных белокаменных квадров. Этот участок возводился выше дневной поверхности и был присыпан грунтом. Северная галерея строилась одновременно с возведением стен собора. С южной стороны существовала самостоятельная белокаменная постройка, одновременная собору или более ранняя. В домонгольское время она была разобрана, и на её месте сооружена галерея. После сноса в 1838 г. галерей, игравших роль контрфорсов, собор начал разрушаться: в 1903 г. лопнуло железное кольцо в основании барабана, в 1915 г. обнаружились трещины в юго-западном углу здания. С переменой власти в стране в 1917 г. собор не потерял своего значения как памятник древнерусского искусства. В 1918 г. здесь работала Комиссия по сохранению и раскрытию памятников живописи под рук. Игоря Эммануиловича Грабаря. В 1919 г. храм был закрыт и перешёл в ведение Коллегии по охране памятников старины, служба прекратилась. Храм стал использоваться как фондохранилище Владимирского музея. Отопление бездействовало, страдали от сырости настенные росписи, разрушались конструкции. В 1922 г. предполагалось провести ремонт Дмитриевского собора: необходимо было восстановить хотя бы водосточные желоба и трубы, поставить вентиляторы в окнах барабана, положить новую кровлю. В 1928 г. начали выламывать плиты из панели вокруг здания, в 1932 г. смыли позолоту с иконостаса 1843 г. и разобрали его. Ремонтные работы начались только в 1937 г. под руководством аспиранта Всесоюзной академии архитектуры архитектора П.С. Касаткина. В 1939 г. здание было поставлено на коренные леса по чертежам Академии архитектуры под руководством архитектора И.Л. Белоусова. Здание спасло инженерное укрепление: по проекту архитектора И.П. Суханова в 1940–1941 гг. заменили лопнувшее кольцо в основании барабана, в 1941 г. по проекту архитектора Александра Васильевича Столетова собор укрепили металлическими и железобетонными связями, основные работы по укреплению конструкции (парусов, арок, сводов, западных столбов, верха собора) проводились в 1947–1953 гг. под руководством А.В. Столетова. В 1970–1980 гг. реставраторы занимались проблемами сохранения белого камня и устройства внутреннего микроклимата. Раньше наружную поверхность здания начали очищать от многослойного красочного покрытия, игравшего защитную роль. Это привело к быстрому разрушению структуры белого камня, подверженного пагубному воздействию ветра, влаги, мороза, биоорганизмов, сероводорода в атмосфере и др. Особенно пострадали рельефы. Окончательный этап работ проведён в 1999–2004 гг. (ГУП «Владспецреставрация»). Белый камень укреплён и покрыт защитной пластической смесью известковой штукатурки и белокаменной крошки. Для отвода влаги поставлены обычные водосточные трубы, которые оказались надёжнее белокаменных водомётов, устроенных в 1974 г. Положена медная кровля, заменён крест на главе. В здании создан стабильный микроклимат с незначительным подогревом. Согласно сообщению Воскресенской летописи под 1212 г., «чюдно велми иже бе извну камень той около всея церкви резан».