Der erste aus Eiche errichtete Tempel, der der Entschlafung der Heiligen Gottesmutter gewidmet war und die erste christliche Kirche in Rostow dem Großen wurde, wurde der Überlieferung nach um das Jahr 991 von den ersten Heiligen, dem Kiewer Michael und dem Rostower Theodor, gegründet. Bei der Kirche wurde ein Klerus eingerichtet, und sie wurde zur Kathedralkirche für den Bischof Theodor und die nachfolgenden Erzbischöfe von Rostow sowie zu einem Begräbnisort für viele von ihnen.

Mit dem Bau der Rostower Uspenski-Kathedrale wird die Erwähnung im Kiewo-Petscherski Paterik in Verbindung gebracht, dass Fürst Wladimir Monomach, geheilt durch den Gürtel des heiligen Simon von den Wikingern, beschloss, in Rostow eine Kirche zu errichten, die der Petscherska ähnelt, mit denselben Abmessungen und Verzierungen. Er notierte auf einer Urkunde, wo und welche Feste in der Kirche dargestellt sind, und all dies wurde nach dem Vorbild jener großen Kirche reproduziert.

Der Paterik erwähnt auch, dass Wladimir Monomach der Kathedrale das Wladimir-Ikone der Gottesmutter schenkte. Im Jahr 1160 brannte der Tempel in einem Feuer nieder.

Auf Anweisung des Fürsten Andrej Bogoljubsky wurde 1162 an der Stelle des vorherigen ein neuer Steintempel errichtet. Am 23. Mai 1164 wurden beim Graben von Gräben ein Sarg mit den Reliquien des Heiligen Leontius und ein Sarg des Heiligen Isaak gefunden, was zu ihrer Heiligsprechung führte. Der Bau der Steinkirche wurde bald abgeschlossen, aber nach einigen Angaben stürzten die Gewölbe, die von unerfahrenen Baumeistern errichtet wurden, ein, und die Kirche musste neu gebaut werden.

Die neue Uspenski-Kathedrale wurde 1213 von Fürst Konstantin Wsewolodowitsch gegründet und 1231 unter dem heiligen Fürsten Wasilko fertiggestellt. Damals kehrten die Reliquien des Heiligen Leontius von Rostow in die Kathedrale zurück und wurden in der Kapelle, die ihm gewidmet war, untergebracht. Die Fürsten Jurij von Wladimir und Wasilko von Rostow, die 1238 durch die Hände der Tataren starben, wurden unter dem Altar der Kathedrale begraben.

Nach 1253, als der Sohn des Khans Berke durch die Gebete des Heiligen Kyrill von Rostow geheilt wurde, ordnete der Khan an, dass die Abgaben aus Rostow an die Uspenski-Kathedrale fließen sollten. Bischof Kyrill schmückte die Kathedrale mit Juwelen. Später, als der heilige Pjotr Ordynski zum Dienst in die Kathedrale kam, beeindruckte ihn die Schönheit der Ausstattung und des Gottesdienstes, was ihn schließlich zur Annahme des Orthodoxen Glaubens führte. Hier wurde er auch getraut.

Im Jahr 1408 wurde die Kathedrale durch ein Feuer beschädigt, das die Verzierungen, Ikonen, Bücher, Gefäße und Steine zerstörte. Der obere Teil der Kirche stürzte ein.

Trotz der Katastrophen blieb die Kathedrale der Begräbnisort der Rostower Bischöfe, einschließlich der Heiligen Ignatius I., Ephraim und Vassian.

Das Gebäude der Kathedrale, das bis ins 21. Jahrhundert erhalten blieb, wurde zwischen 1508 und 1515 erbaut. Zar Iwan der Schreckliche besuchte die Kathedrale dreimal, und Bischof Nikandr erhielt von ihm ein Dokument über den Besitz von Ländereien.

Am 6. Oktober 1608 wurde die Kathedrale von Polen angegriffen. Herr Sapieha eroberte die Stadt und begann mit der Einnahme der Kirche, in der sich die Einwohner und Priester unter der Leitung von Metropolit Philaret versteckt hatten. Die Polen plünderten die Kirche, nahmen den Erzbischof gefangen und stahlen Kirchenschätze. Später wurden die Reliquien des Heiligen Leontius unter dem Altar beigesetzt.

Trotz der Katastrophen wurde die Kirche erneut geschmückt. Bischof Jona Sysoevich kümmerte sich um die innere Ausstattung der Kathedrale, indem er Meister für die Malerei einlud und einen Glockenturm mit Kirche baute. Für den Glockenturm wurden 13 Glocken gegossen, darunter die größten, Sysoy, Polielejny und Schwan.

Die Wandmalerei und der geschnitzte vergoldete Ikonostase der Kathedrale wurden mehrfach erneuert. Im Jahr 1763 wurden die Wände der Kathedrale auf Kosten von Kaiserin Katharina II. bemalt. Ende des 19. Jahrhunderts besuchten Mitglieder der kaiserlichen Familie die Kathedrale, und 1913 begann Nikolai II. seine Bekanntschaft mit der Stadt mit einem Besuch der Kathedrale. Wundertätige Reliquien und Ikonen zogen Pilger aus ganz Russland an.

Nach der Revolution von 1917 blieb die Kathedrale einige Zeit in Betrieb. Im Jahr 1920 wurden die Reliquien der Heiligen Isaak und Ignatius zur Untersuchung geöffnet. Ab 1922 begann die Beschlagnahme von Werten. In den Jahren 1935-1936 wurde die Kirche geschlossen und als Lager genutzt.

Im Jahr 1990 wurde die Uspenski-Kathedrale der Russischen Orthodoxen Kirche zurückgegeben und wurde bald zur zweiten Kathedrale der Jaroslawler Diözese.