Каменная соборная Успенская церковь, согласно закладной доске, была воздвигнута в 1651 г., при игумене Никоне, и освящена 29 июля того же года. Это бесстолпный трёхглавый храм небольших размеров, построенный в традиционных формах позднесредневековой русской архитектуры середины XVII в. Двусветный четверик храма увенчан тремя главами на световых барабанах, опирающихся на оригинальную систему сводов. Смещённый к востоку центральный барабан прорезан в поперечном коробовом своде, опирающемся на две поперечные арки. Малые барабаны опираются на полукоробовый свод между восточной аркой и восточной стеной храма. Вся западная зона перекрыта полулотковым сводом. Трёхглавие храма, как и многие особенности его декора, исследователи объясняют ориентацией на собор Покровского монастыря в Суздале (1610 гг.). В типичный для XVII в. фриз из поребрика и пояса балясин вставлены пятиугольные киоты. Под фризом протянут аркатурно-колончатый пояс, под ним расположены не имеющие наличников арочные окна с глубокими наружными откосами. Северный и южный входы обрамлены перспективными порталами с килевидными завершениями. По мнению Натали Николаевны Чугреевой, «характер архитектуры существующего здания не соответствует указанной дате. Структурные особенности памятника – нерасчленённость плоскостей лопатками, завершение стен горизонтальным обрезом под 4-скатную кровлю, конструкция свода в совокупности с декоративными деталями убранства, присущими ростовскому и отчасти суздальскому строительству последней четверти ХVII в., дают основание считать, что церковь заново перестраивалась в конце XVII в.». Первоначальный алтарь храма был, как полагают исследователи, двухапсидным с необычно узкой правой апсидой. По свидетельству «очевидца» XVIII в., престол придела во имя Иоанна Нового Сочавского был устроен «на едином пне дубового столба корени, который пень и ныне видится весьма толст и потому мнится быти истинно, что оная обитель в самой чаще леса бысть построена, хотя ныне около монастыря лес уже в версте мерной имеется и место кругом монастыря весьма весело и прилегло около большия проезжия дороги из разных мест». К концу XIX в. пень был закрыт глухим ящиком из дубовых досок. С севера к храму примыкал перекрытый крестовым сводом древний придел в честь Воздвижения Креста Господня, над которым размещалась ризница, с запада – трапезная. В целом, несмотря на скромные размеры, храм выглядел монументально. В 1737 г. на средства князя Семёна Ивановича Щербатова к Успенскому собору был пристроен южный придел в честь Преображения Господня – в качестве усыпальницы супруги князя Пелагеи Ивановны Щербатовой (урождённой Гагариной). В 1859 г. на средства иваново-вознесенского купца Антона Николаевича Шодчина храм был перестроен. В 1877 г. был упразднён придел великомученика Иоанна. В результате алтарь главного храма получил одну полуциркульную апсиду, были расширены южный придел и трапезная. Для достижения традиционного пятиглавия над западной частью четверика были дополнительно устроены две декоративные главки (не сохранились). К началу XXI в. от храма сохранились лишь основной четверик и восточная часть северного придела. На своде и в верхней части стен храма видны фрагменты клеевой живописи, сочетавшей интенсивные яркие и разбеленные светлые тона, активную роль играет гризайльный орнамент.