Успенская трапезная церковь Спасо-Евфимиева монастыря, как и большинство древних храмов обители, за свою долгую историю не раз меняла посвящения престолов и даже внешний вид. В житии преп. Евфимия Суздальского говориться, что первый игумен монастыря «поставил» три церкви: собор во имя Спаса Преображения, больничный Никольский храм и трапезную церковь во имя преподобного Иоанна Лествичника. Ни одна из этих построек не сохранилась. По всей вероятности, их уничтожили в 1445 году, когда обитель была полностью разорена войском Казанского ханства, или они сгорели во время пожара 1501 года. Впоследствии их вновь отстроили. Во всяком случае, в 1525 году уже существовала теплая трапезная церковь. Предполагают, что в то время она еще сохраняла первоначальное посвящение. На сегодняшний день мы не располагаем данными о том, как выглядели храмы XIV и начала XVI века.
О времени возведения существующей ныне церкви до сих пор нет единого мнения. В силу некоторых соображений, большая часть исследователей датируют ее концом XVI века. Впервые как Успенская она упоминается в Описи 1628-1630 годов, «церкви каменые трапеза каменная ж, а в ней престол Успения Пресвятые Богородицы, да в пределе мученик Диомид». В последней трети XVI века среди благотворителей монастыря особенно выделялись князья Деомид и Дементий Деменша Ивановичи Черемисиновы. Известно, что мученик Диомид был святым покровителем Д.И. Черемисинова. Вполне справедливой представляется версия о том, что именно на его средства велись работы по возведению нового храма. Перед их началом престол во имя преп. Иоанна Лествичника перенесли в надвратный храм Благовещения Пресвятой Богородицы. Первые изменения произошли между 1758 и 1764 годами. Примерно в этот период престол мученика Диомида был упразднен, а на его место перенесли престол во имя Рождества Иоанна Предтечи из столпа храма «иже под колоколы» начала XVI века. По всей вероятности, в этот период появляется и второй придел во имя преподобного Иоанна Лествичника, вновь «вернувшегося» на свое «историческое место» из Благовещенской церкви и занявшего место справа. Есть некоторая вероятность, что один из этих приделов был шатровым. Косвенный намек на это содержит описание дальнейших преобразований в храмовой архитектуре, произошедших в 1850-е годы, «Предместник же нынешнего настоятеля вместо каменного шатрового свода сделал несколько лёгких деревянных фигурных навесов, расписанных в смешанном вкусе. Близость этих навесов к полу, не говоря уже о непрочности их, отнимает у церкви внешнее величие». В 1873 году эти своды вновь переделали скорее из соображений безопасности, нежели эстетики.
Во время реставрации в 1970-е годы Успенской церкви вернули ее первоначальный облик, разобрали поздний придел, восстановили декор придела «исторического», восстановили трапезную палату. Согласно имеющимся аналогам, придел получил завершение в виде главки, возвышающейся над рядами кокошников. Утверждение о том, что храм когда-то «завершался тремя шатрами с двумя рядами кокошников каждый», в настоящее время не подтверждено источниками. Вопрос о завершении придела до настоящего времени остаётся открытым. Некоторые исследователи считают, что он и второй придел некогда увенчивали шатры. Однако, среди шатровых храмов второй половины-конца XVI века, имеющих выделенные приделы нет примеров шатрового венчания приделов. Немаловажное значение имеет тот факт, что названные церкви, усадебные, а интересующий нас Успенский храм представляет собой монастырскую трапезную церковь, что диктует некоторые особенности его архитектуры. Так, придел во имя мученика Диомида был возведен не из соображений усложнения композиции, а по желанию благотворителя обители Д.И. Черемисинова и вряд ли имел симметричный объем. Таким образом, вплоть до времени архитектурных переделок храма в XVIII и XIX веках церковь, скорее всего, не имела второго придела и шатра над приделом святого мученика Диомида.
Реставрационные работы по восстановлению первоначального облика и укреплению конструкции трапезного храма возобновились в 2001 году и продолжались по 2008 год. Сейчас он является частью комплекса музея-заповедника.