Собор был заложен 15 июля 1200 г.: «Заложи. .. князь великый Всеволод Гюргевич церковь камену во имя святое Богородици Успенья в манастыри княгинине» [ЛЛ, 6708]. В 1202 г. собор был освящен [ЛЛ, 6710] и служил в XIII в. усыпальницей владимирских княгинь. Причем в летописи отмечено, что одни погребения были сделаны «в приделе Благовещенья», а другие «в приделе Христова Рождества». Таким образом, собор имел два придела. По-виднмому, в конце XV — начале XVI в. здание Успенского собора было полностью переделано. В 1826 г. к нему пристроили паперть. Обследование проведено в 1924 г. в связи с ремонтом (П. Д. Барановский). В 1958 г. собор был исследован А. В. и И. А. Столетовыми, а в 1959—1960 гг. реставрирован под их руководством в формах XVI в.
Исследование показало, что церковь конца XV — начала XVI в. основана на частично разобранных фундаментах древнего памятника, тем самым почти полностью сохранив его план. Собор 1200—1202 гг. представлял собой четырехстолпный храм с крестчатыми столбами. Внутренние лопатки его простые однообломные, а форма наружных не установлена. Размер подкупольного пространства 5.25X4.75 м. К собору примыкали галереи, имевшие ширину
3.4—3.5 м; очень вероятно, что в их восточных концах находились упоминаемые в летописи приделы. Азимут храма 94°.
Древнее здание было построено из кирпичей (плинф) размером 3.5—5X16—20X28—30 см (данные А. Д. Варганова; по И. А. Столетову — 5Х20Х Х23 см) на известковом растворе с цемянкой. Найдены также лекальные кирпичи шириной 18—20 см с торцом в половину и четверть окружности. Кирпичи эти, видимо, свидетельствуют о наличии в древнем храме пучковых пилястр. Обнаружены также поливные керамические плитки, остатки фресковой росписи, кусочки резного белого камня.
Воронин Н. Н. Зодчество Северо-Восточной Руси, т. 1, с. 438—445; Столетов А. В. О реконструкции памятников владимиро-суздальского белокаменного зодчества. — В кн.: Памятники истории и культуры. Ярославль, 1976, вып. 1, с. 86—87; Столетов И. А. Результаты исследования памятника архитектуры XIII—XVI вв. Успенского собора Княгинина монастыря во Владимире. — Там же, с. 88—94.