В центре монастыря расположен Успенский собор, точная дата основания которого неизвестна. В нынешнем виде он существует с периода епископа Переславского Амвросия, который расширил его, добавив алтарь и два придела. На южной стороне придел посвящен Благовещению Пресвятой Богородицы, а на северной, Рождеству Пресвятой Богородицы. Внутреннее убранство собора, начатое при епископе Амвросии, было завершено при епископе Феофилакте на средства, полученные от императрицы Екатерины II. С тех пор собор не подвергался значительным изменениям.

Снаружи храм имеет квадратную форму, а пристроенные алтарь и приделы не нарушают общего плана, так как по высоте они ниже основной части и выглядят как паперти. Алтарь состоит из трех частей: средняя, полукруглая, занимает всю ширину храма, а боковые, напоминающие башни, примыкают к приделам. В северной башне находится жертвенник, а в южной, ризница.

В центре собора расположено величественное горнее место на высоте семи ступеней с архиерейским седалищем. По обеим сторонам на высоте трех ступеней находятся места для священников, отделанные позолоченной деревянной решеткой. Перед ними расположены 12 аналогийцев, на которых, по преданию, священники читали Евангелие в первый день Пасхи вместе с архиереем.

Антиминсы на главных и придельных престолах освящены епископом Феофилактом. Иконостас выполнен в стиле барокко с резными изображениями ангелов. Царские двери украшены резьбой с изображением 12 апостолов за трапезой, а над вратами в сиянии изображена Богоматерь. Стены собора украшены живописью XVIII века. В приделе Рождества Пресвятой Богородицы похоронен епископ Переславский Геннадий.

Среди древних икон в соборе сохранилась икона Успения Божией Матери, написанная, по преданию, в XIV веке. На киоте есть надпись, что этот образ остался после разрушения старого иконостаса, существовавшего еще при архимандрите в Горицком монастыре, когда княгиня Евдокия Дмитриевна украсила монастырь в 1359 году. Особым почтением пользуется икона Казанской Пресвятой Богородицы, хотя время ее создания неизвестно. Остальные иконы относятся к XVIII веку. Среди напрестольных крестов выделяется серебряный крест, подаренный дьяком Матфием Ивановичем Могилевским в 1697 году, и другой крест, подаренный архимандритом Рафаилом в 1641 году. Также примечательна плащаница, вышитая золотом и серебром и украшенная жемчугом, подаренная в 1698 году Иваном Ивановичем Бутурлиным и его женой Аксиньей Петровной. Среди рукописей сохранились два синодика, написанные полууставом.

Богослужения в Успенском соборе проходят только летом по воскресеньям и праздничным дням, а зимой службы проводятся в теплой Богоявленской церкви под колокольней.