История Успенского собора в Мглине начинается с XVII века, когда на его месте был возведен деревянный храм в честь Успения Божией Матери. В 1693 году архиепископ Феодосий освятил антиминс для этого храма. В 1767 году на этом месте уже стояла трехпрестольная деревянная церковь с приделами в честь Архистратига Михаила и Благовещения Пресвятой Богородицы.

После избавления города от разграбления войсками Наполеона жители решили построить новый Успенский собор. Средства на его строительство собирались всем миром: от полушек до сотен рублей. Наибольший вклад внес коллежский асессор Григорий Лишин, пожертвовавший 10 тысяч рублей ассигнациями и почти столько же векселями. Строительство длилось 15 лет.

К осени 1825 года собор еще не был завершен. В этом же году, когда император Александр I проезжал через Мглин, жители обратились к нему с просьбой о помощи в завершении строительства. Император обещал содействие, но вскоре умер в Таганроге. Тем не менее, в 1827 году из царского кабинета поступило 5 тысяч рублей на завершение строительства и покупку колоколов.

К осени 1830 года отделочные работы были завершены, и 23 октября собор был торжественно освящен. После прихода советской власти в 1929 году кресты и колокола были сняты, а имущество прихожане разобрали по домам. В 1930-х годах были разобраны колокольни и ограда, но основное здание уцелело. В 1943 году, после ремонта, богослужения возобновились.

В 1957 году усадьбу собора обнесли изгородью, но богослужения продолжались недолго. 14 ноября 1961 года началось новое разрушение собора. 18 октября 1988 года здание было передано Православной общине, и первое богослужение прошло 14 октября 1989 года в день Покрова Пресвятой Богородицы.