Печёрский монастырь, после перенесения его на новое место, поначалу был отстроен из дерева. Деревянным был и его соборный храм, Вознесенский. Ещё в 1629 году архимандрит Рафаил, тогдашний настоятель обители, просил, чтобы Патриарх благословил «воздвигнути каменную церковь во имя Вознесения». В челобитной грамоте он указывал, что для этого строительства уже припасены и материалы. Свою просьбу он повторил в 1630 году, но разрешения на строительство тогда так и не дали.
На другой год архимандрит решил действовать на свой страх и риск, пригласив, не ставя в известность об этом Москву, каменщиков костромского Ипатьевского монастыря во главе с Фёдором Опариным. Они начали класть подклет собора, но в 1632 году в столице прознали о самодеятельности печёрского настоятеля и забрали каменщиков на государевы работы. Пришлось Печёрскому монастырю создавать собственную строительную артель во главе с каменщиком Ефремом Босым, которая и возвела пятиглавый Вознесенский собор с приделом в честь Покрова Пресвятой Богородицы к 1640 году. Эта бригада построила каменный храм по чертежам «каменных дел мастера» Антипа Константинова.
По планам этого нижегородского архитектора были также построены ныне существующие здания монастыря, такие как: шатровая колокольня, Успенская церковь с трапезной палатой, надвратная церковь прп. Евфимия Суздальского, настоятельские покои и корпуса келий. Стоит отметить, что зодчий участвовал в строительстве Архангельского собора в Нижегородском кремле, а также в строительстве Теремного дворца и реставрации Успенского собора в Московском Кремле.
А на самом Печёрском Вознесенском храме висит чугунная памятная плита, отлитая в 1858 году, рассказывающая гостю обители, «Лета 1631-го месяца октября в 1 день зачата бысть сия церковь Вознесения Господа Бога и Спаса нашего Иисуса Христа и Покров Пресвятые Богородицы при державе Государя царя и Великого князя Михаила Федоровича всея Руси…» Помимо того, к собору в то время пристроили трапезную, после сооружения Успенской церкви трапезную превратили в притвор. Между северной стеной собора и колокольней сделали крытую паперть, а с южной стороны пристроили кирпичное крыльцо. К сожалению, в ходе реставрации, проводившейся в 1970-е годы, южное крыльцо, довольно необычное по форме, было снесено, равно как и западное.
Архитектурная родословная Вознесенского собора восходит к Успенскому собору Московского Кремля. Четырёхстолпный, пятиглавый, он стоит на высоком подклете, именно в нём в советскую эпоху устроили овощехранилище, а в верхнем храме столярный цех. Обратим внимание на то, что малые главы собора несколько отличаются по своим размерам друг от друга. Две из них освещали приделы на хорах и поэтому были сложены более массивными. Трапезная часть собора, преобразованная в притвор, при этом был пробит западный — основной — вход и сделано парадное крыльцо, имеет в своих стенах глиняные голосники. До середины ХVIII века позакомарная кровля Вознесенского собора оставалась тёсовой, в 1759-1766 годах собор покрыли железом, а в 1783 году его крышу сделали четырёхскатной.
Сейчас позакомарное покрытие восстановили. В 1924 году решением НКВД по Нижегородской губернии монастырь был закрыт, вскоре закрыли и Свято-Вознесенский собор. Мастера, реставрировавший в 1971 году монастырский комплекс, лишь смогли частично восстановить старинный образ Вознесенского собора. В 2000-е годы над реставрацией самого храма и его внутренних помещений работала целая плеяда современных реставраторов, таких как художник-реставратор Владимир Иванович Некрасов, руководитель Владимирской художественной реставрационной мастерской Дмитрий Николаевич Мищенко, а уже после освящения собора трапезную расписывал палехский иконописец, руководитель иконописной мастерской «Лик» Олег Романович Шуркус в 2004 году. Освящение же главного храма Печёрского Вознесенского монастыря состоялось в 2000 году, в престольный праздник Вознесения Господня.
