Архитектура Успенского собора выдержана в стиле позднего классицизма. Простота его архитектурной композиции соединена с торжественностью форм, что позволяет считать памятник одной из лучших работ зодчего. Храм стал знаменит своей уникальной акустикой. По задумке архитектора здание спроектировано так, чтобы звук во время богослужений отражался от стен, получая объемное звучание, и сливался с пением церковного хора.
Здесь в мае 1883 года крестили младшего из братьев Весниных — Александра Александровича, уроженца Юрьевца, известного русского и советского архитектора, театрального художника и руководителя мастерской на архитектурном факультете Высших художественно-технических мастерских (ВХУТЕМАСа).
Успенский собор закрыли в 1929 году. Здание хотели использовать в качестве библиотеки с читальным залом или разместить здесь городской театр. До войны храм использовался под склады конторы «Заготзерно».