Соборный храм Архангела Михаила в монастыре был разрушен в 1408 году во время очередного захвата города, на этот раз Едигеем, и вскоре был восстановлен. В 1535 году здесь находилась деревянная церковь Михаила Архангела с приделом Пророка Илии, построенная на средства великого князя Василия Иоанновича. В 1560 году был возведен первый каменный храм, финансирование для которого предоставил князь Иван Михайлович Кубенский. В 1636 году храм был окружен папертями с трех сторон, а в конце XVIII века обветшавшее здание разобрали. Строительство нового собора началось в 1792 году на средства горожан и завершилось в 1806 году. Внутренняя отделка продолжалась еще около двух лет, и в 1808 году епископ Ксенофонт Троепольский из Владимира освятил новый собор.

Несмотря на время постройки, храм сохраняет черты архитектуры середины XVIII века, а некоторые элементы даже XVII века. Высокое бесстолпное здание с пятью главами украшено рустовкой, резными карнизами и фризами. В соборе находился образ Михаила Архангела, который в 1812 году настоятель монастыря Никон передал 5-му полку Владимирского ополчения. Образ прошел всю войну и в 1814 году вернулся в монастырь. В Михайло-Архангельском соборе погребены многие настоятели, включая сына основателя монастыря, схимонаха князя Дмитрия Святославича, умершего в 1269 году. В храме до сих пор хранятся две старинные монастырские иконы, почитаемые чудотворными. В советское время внутреннее убранство собора было уничтожено, и здание использовалось как выставочные залы музея, которые там находятся и сегодня. Однако несколько лет назад, по договоренности с Владимирской епархией, в храме вновь начали проводиться богослужения.

В советское время монастырь был закрыт, а архимандритский корпус передан под музей благодаря усилиям известного архитектора и реставратора П.Д. Барановского. В других зданиях разместились различные учреждения, например, в соборе устроили мельницу. Со временем музей занял весь комплекс монастыря и продолжает оставаться там. В его экспозициях отражена вся история Юрьевского ополья, собрано множество икон, картин, предметов искусства и быта. Также можно подняться на колокольню, чтобы увидеть монастырь с высоты и насладиться его видами.