Ярославский кафедральный собор в честь Успения Пресвятой Богородицы основан был еще в домонгольский период отечественной истории. По свидетельству летописи Ростовский князь Константин Всеволодович в 1215 г. «заложи церковь Успение Богородици на Ярославли».
Успенский собор серьезно пострадал во время антибольшевисткого Ярославского восстания (6-21 июля 1918 года). Стены были повреждены артобстрелом, но затем отремонтированы на средства церковной общины.
В 1922 году в Успенском соборе разместилась городская биржа труда, самые ценные предметы передали государству. В 1924 году была проведена частичная реставрация. В 1929 году разобрали колокольню, чуть позднее распустили церковную общину.
В помещении разместились швейная мастерская, склад художественных ценностей, затем — зернохранилище. 26 августа 1937 года Успенский собор был взорван, на его месте разбит городской парк культуры и отдыха.
26 октября 2004 года был заложен новый Успенский собор на том же месте. Был выбран проект московского архитектора А. Денисова для основы строительства, который отличается большей масштабностью и подразумевает в цокольном этаже собора размещение зала церковных собраний, ризницы и трапезной палаты. Около Успенского кафедрального собора со стороны Стрелки, на месте алтаря разрушенного Успенского собора в 1995 году была установлена статуя Троицы.
Вечером 27 августа 2010 г. архиепископ Ярославский и Ростовский Кирилл провёл первое богослужение в новом храме — несмотря на то, что ещё не все строительные работы были завершены. Собор был освящён патриархом Кириллом 12 сентября 2010 года.