Ярославский кафедральный собор в честь Успения Пресвятой Богородицы был основан в домонгольский период российской истории. Согласно летописи, в 1215 году Ростовский князь Константин Всеволодович заложил церковь Успения Богородицы в Ярославле.

Во время антибольшевистского Ярославского восстания, проходившего с 6 по 21 июля 1918 года, Успенский собор сильно пострадал. Артиллерийский обстрел повредил стены, которые позже были восстановлены на средства церковной общины.

В 1922 году в соборе разместили городскую биржу труда, а самые ценные предметы передали государству. В 1924 году была проведена частичная реставрация, а в 1929 году разобрали колокольню и распустили церковную общину.

В здании собора находились швейная мастерская, склад художественных ценностей, а позже зернохранилище. 26 августа 1937 года Успенский собор был взорван, а на его месте разбили городской парк культуры и отдыха.

26 октября 2004 года началось строительство нового Успенского собора на том же месте. Проект московского архитектора А. Денисова был выбран для строительства, он отличается большей масштабностью и предусматривает размещение в цокольном этаже зала церковных собраний, ризницы и трапезной палаты. Рядом с собором, на месте алтаря разрушенного храма, в 1995 году установили статую Троицы.

Вечером 27 августа 2010 года архиепископ Ярославский и Ростовский Кирилл провёл первое богослужение в новом храме, хотя строительные работы ещё не были полностью завершены. Патриарх Кирилл освятил собор 12 сентября 2010 года.