Успенская трапезная церковь Спасо-Евфимиева монастыря, как и многие древние храмы этого монастыря, за свою долгую историю неоднократно меняла посвящения престолов и внешний облик. В житии преподобного Евфимия Суздальского упоминается, что первый игумен монастыря основал три церкви: собор во имя Спаса Преображения, больничный Никольский храм и трапезную церковь во имя преподобного Иоанна Лествичника. Эти постройки не сохранились до наших дней. Вероятно, они были уничтожены в 1445 году во время разорения монастыря войском Казанского ханства или сгорели в пожаре 1501 года. Позже их отстроили заново, и к 1525 году уже существовала теплая трапезная церковь, которая, вероятно, сохраняла свое первоначальное посвящение. К сожалению, у нас нет данных о внешнем виде храмов XIV и начала XVI века.

Точное время строительства нынешней церкви остается предметом дискуссий. Большинство исследователей склоняются к дате конца XVI века. Впервые как Успенская она упоминается в Описи 1628-1630 годов, где говорится о каменной трапезной церкви с престолом Успения Пресвятой Богородицы и пределом мученика Диомида. В конце XVI века среди благотворителей монастыря выделялись князья Деомид и Дементий Деменша Ивановичи Черемисиновы. Известно, что мученик Диомид был святым покровителем Д.И. Черемисинова, и предполагается, что именно на его средства велось строительство нового храма. Перед началом работ престол Иоанна Лествичника перенесли в надвратный храм Благовещения Пресвятой Богородицы. Первые изменения произошли между 1758 и 1764 годами, когда престол мученика Диомида был упразднен, а на его место перенесли престол Рождества Иоанна Предтечи из храма «иже под колоколы» начала XVI века. Вероятно, в это время появился второй придел во имя Иоанна Лествичника, вернувшийся из Благовещенской церкви и занявший место справа. Возможно, один из этих приделов был шатровым, на что намекает описание изменений в архитектуре храма 1850-х годов, когда вместо каменного шатрового свода установили легкие деревянные навесы, расписанные в смешанном стиле. В 1873 году эти своды переделали, скорее, из соображений безопасности.

В 1970-е годы во время реставрации Успенской церкви ей вернули первоначальный облик, разобрали поздний придел, восстановили декор исторического придела и трапезную палату. Придел был завершен главкой, возвышающейся над рядами кокошников. Утверждение о том, что храм когда-то завершался тремя шатрами с двумя рядами кокошников, не подтверждено источниками. Вопрос о завершении придела остается открытым. Некоторые исследователи считают, что он и второй придел некогда увенчивали шатры. Однако среди шатровых храмов второй половины-конца XVI века нет примеров шатрового венчания приделов. Важно отметить, что Успенский храм является монастырской трапезной церковью, что накладывает определенные особенности на его архитектуру. Придел во имя мученика Диомида был возведен не для усложнения композиции, а по желанию благотворителя Д.И. Черемисинова и вряд ли имел симметричный объем. Таким образом, до архитектурных изменений XVIII и XIX веков церковь, скорее всего, не имела второго придела и шатра над приделом святого мученика Диомида.

Реставрационные работы по восстановлению первоначального облика и укреплению конструкции трапезного храма возобновились в 2001 году и продолжались до 2008 года. В настоящее время он является частью комплекса музея-заповедника.