Собор представляет собой комплекс разновременных построек. Первоначально собор был построен в 1158-1161 годах при князе Андрее Боголюбском на высоком берегу Клязьмы в центре города и мыслился не только как главный храм Владимиро-Суздальского княжества, его культурный, политический и религиозный центр, но и как главный храм всей Руси. Летописец сообщает, что "во Владимир Бог привел мастеров из всех земель", в числе которых и иноземных мастеров белокаменной техники с романского Запада. Это было демонстрацией отказа от Киевской помощи и художественных традиций. Белый камень для строительства собора привозили из Волжской Булгарии. Собор был одноглавый трехапсидный, шестистолпный, высотой более 32-х метров. В 1161 году стены расписаны искусными греческими изографами. Летописцы отмечают обилие золота в его отделке и сравнивают по богатству с храмом Соломона. 21 сентября 1164 года в собор была перенесена величайшая святыня Руси - Чудотворная икона Божией Матери, для коей он, собственно, и строился. С тех пор образ стал называться Владимирской иконой Божией Матери.
Успенский собор сохранил фрагменты фресок неизвестных мастеров середины XII века и творение гениального мастера древнерусской живописи Андрея Рублева, работавшего над росписью собора в 1408 году. Им же были написаны иконы для иконостаса.