Успенский собор в кремле сооружен на средства дмитровского князя Юрия Ивановича между 1509 и 1533 годами. Подвергался частичным переделкам в XVII-XIX веках. Основу сложной объемной композиции памятника составляет кирпичный пятиглавый четырехстолпный храм. Трехъярусная колокольня в стиле классицизм строилась с 1793-го по 1796 год.
Храм украшают три монументальные изразцовые композиции. Справа от южного портала находится круглый барельеф с изображением Георгия Победоносца. Его диаметр достигает трех метров. На боковых фасадах можно увидеть два барельефа, изображающих распятие. Изразцы выполнены в прозрачной глазури, преимущественно в легких желтых тонах и датируются первой половиной XVI века.
В соборе находится золоченый резной иконостас в пять ярусов конца XVII века с иконами XV-XIX веков. На стенах и сводах частично сохранилась декоративная и сюжетная роспись конца XVIII века.