Успенский собор является выдающимся памятником культового зодчества Костромской земли середины XVII века. Он отличается оригинальной объемной композицией и декором, который ориентирован на более раннее зодчество. Собор представляет собой массивный прямоугольный четверик с позакомарным покрытием, увенчанный пятью шлемовидными главами на цилиндрических световых барабанах. С востока к основному объему примыкают три пониженные скругленные апсиды, с запада, низкая паперть, над южной частью которой возвышается массивная колокольня, завершенная шатром с повалом. Южный фасад в нижней части скрыт Паисиевским приделом, алтарь которого выведен в одну линию с апсидами основного храма.

Несмотря на общую ориентацию форм собора на архитектуру XVII века, фасадные членения не соответствуют внутренней структуре. Боковые фасады, при трехчастном членении внутреннего пространства и трех закомарах, разделены на четыре прясла гладкими лопатками. Закомары, отрезанные от стены профилированным карнизом, не совпадают с конструкцией перекрытия. Композиция алтарной части также не соответствует внутренней структуре, так как почти половина алтарного пространства включена в объем четверика, а пониженные апсиды имеют небольшой вынос. Собор окружен профилированным цоколем, а арочные окна на боковых фасадах размещены в глубоких амбразурах. В храм ведут три килевидных портала, из которых только северный выходит на фасад, а два других скрыты западной папертью и Паисиевским приделом. Над окнами апсид, разделенных лопатками и завершенных карнизом с поясом поребрика, расположены маленькие прямоугольные киоты с треугольными фронтонами. На центральной апсиде правее основного окна находится второе, меньшего размера. В основании цилиндрических барабанов глав, центральная из которых украшена аркатурно-колончатым поясом, находятся полуциркульные кокошники. Декор колокольни ограничен огибающими лопатками и несложными карнизами на углах, а также вдавленными обводами арок звона. Диагональные грани шатра украшены маленькими слуховыми оконцами в наличниках с треугольными фронтонами. Фасадное убранство Паисиевского придела типично для позднего классицизма: профилированный цоколь, крупные окна с подоконниками и полуциркульными перемычками, гладкие лопатки в широких простенках и несложный трехчастный антаблемент.

Стены храма сейчас побелены. На южной стене находится аркосолий над мощами Паисия Галичского. Южный столб подтесан, здесь располагалось позолоченное игуменское место с четырьмя витыми колонками, поддерживающими конусовидное завершение, увенчанное митрой. Частично сохранившийся барочный лепной декор, состоящий из профилированных рамок, наличников и цветочных гирлянд, относится к концу XVIII века. Вероятно, к этому же времени относятся деревянные двустворчатые двери с изображениями Паисия и Иакова Галичских, живопись на которых поновлена.