Высота собора (без подклета) до карниза примерно 28 м, в ширину 31 м и в длину 45 м, а с галереями 41 м в ширину и 56 м в длину, а ширина стен до 2,4 метра. Грандиозное сооружение построено за семь лет и украшено редкой для своего века кружевной белокаменной резьбой.
Постройка нового летнего храма рядом с древним Христорождественским кафедральным собором обусловлена была малыми размерами и ветхостью последнего, теснотою и духотой в нем, особенно во время зимних служб. Митрополит Рязанский Иосиф в 1677 году обратился к царю Фёдору III Алексеевичу с прошением о дозволении построить новую соборную церковь попросторнее неподалеку, на том месте, где стояла тогда «зелейная» (пороховая) палата. В 1679 г. по указу Государя зелейная палата была разобрана.
В марте 1684 г. «подмастерье каменных дел Федор Шаритин со товарищами» подрядился у митрополита Павла (Моравского) делать новую соборную церковь: «каменщики у преосвященнаго и у порядчиков за работу 1250 рублей, да запасу всякаго 300 четвертей, 140 пудов ветчины и прочая. А стать им к тому делу в 15 день и сделать оноев три годы» .
В 1692 г. митрополит Авраамий с радостью доносил Патриарху и Государям Иоанну и Петру Алексеевичам, что «соборная церковь постройкой окончена, своды сведенны и шеи, где быть главам, до половины сделаны…» .
Однако, в ночь на 18 апреля 1692 г. чуть недостроенная соборная церковь рухнула по причине неправильных расчетов или слабости грунтов под фундаментом. Рухнувший собор разрушил и надвратную церковь прп. Варлаама Хутынского в Спасском монастыре.
Тот же митрополит Авраамий в январе 1693 г. устроил новые подрядные торги на возведение соборного храма, и положено было основание ныне существующему летнему Успенскому кафедральному собору. Подряд на сей раз получил мастер каменных дел Яков Григорьев Бухвостов. Работы начаты были 18 мая 1693 г. , и в конце 1699 г. собор подведен был под крышу и затем обрел свои 5 глав.
Артель резчиков Сергея Христофорова изготовила для собора огромный семиярусный иконостас. В 1701 г. иконостас был вызолочен московскими мастерами-позолотчиками. Иконы для иконостаса писал иконописец Николай Соломонов с помощниками. Великолепием орнаментов белокаменной резьбы стены собора — порталы, колонны, наличники — украшали по проекту Якова Бухвостова мастера: Никита Иустинов, Герасим Иванов, Иван Парфенов.
15 августа 1702 г. митрополит Стефан (Яворский) совершил освящение нового Успенского кафедрального собора.
Главной рязанской святыней считалась чудотворная Феодотьевская икона Божией Матери, — явившаяся в 1487 г. в поле у села Феодотьево, близ Спасска. В честь этой иконы ежегодно совершались торжества 2 июля.
После 1917 г. церковные службы в храме были прекращены. Внутренние росписи на колоннах и стенах испорчены побелками. Иконы и все церковное имущество реквизированы новой властью. Некоторое время в храме действовал планетарий. Позже проводились музейные выставки.
