После уничтожения Рязани вместе с каменными храмами, великокняжеский двор был перенесён в Переяславль, а затем в небольшой город Борисов-Глебов неподалёку переехал и архиерейский двор. На тот момент все здания Переяславля были деревянными, поэтому великий князь Олег Рязанский начинает строительство первого каменного кафедрального собора. После обретения статуса кафедрального собора, каждый новый архиерей старался каким-либо образом улучшить его и привнести в архитектуру здания что-то новое. Христорождественский собор неоднократно перестраивался и до наших дней дошел в стиле классицизма, в том виде, который сложился уже в начале XIX века, благодаря архитектору Стефенгагену. Внутри собор имел богатое убранство, великолепный резной иконостас. В 1873—1875 годах его стены и своды были расписаны известным рязанским иконописцем Н. В. Шумовым, по инициативе которого храм также получил своё завершение в виде восьмигранной ротонды с оконцами, «восьмерик на четверике». В XIV—XV веках в Христорождественском соборе были захоронены пятеро рязанских князей и три княгини, а в начале XIX века, два рязанских архиерея. Собор посещали императоры, Александр I в 1819, 1820, 1824 годах, Николай I в 1832, 1836 годах, Александр II, будучи Цесаревичем в 1837 году, Николай II в 1904, 1914 годах. Последний капитальный ремонт собора до его закрытия проводился в 1913 году, с тех пор осталась метлахская плитка на полу. В 1930 году собор был закрыт, в его здании разместился областной архив. В 2002 году здание было возвращено церкви и освящено лично Патриархом Алексием II.
В 2002 году в храм были перенесены мощи святителя Василия Рязанского, первого епископа и покровителя рязанской земли. Над местом его погребения можно приложиться к раке с частицей его мощей. Справа и слева от амвона пребывают в раках честные мощи рязанских святителей XIX века Гавриила Городкова и Мелетия Якимова. Имеются мощевики с частицами мощей многих Рязанских святых и 84 преподобных отцов Киево-Печерских. Кроме того, в соборе есть также, часть Ризы Господней, частицы мощей апостола и евангелиста Матфея, святителей Василия Великого, Григория Богослова, Иоанна Златоустого, преподобного Серафима Саровского, блаженной Матроны Московской и другие многочисленные святыни, доступные для поклонения.
