Был возведен впервые в 1225 году белокаменный, убранный в резь по образу и подобию храмов Владимиро-Суздальской Руси (сохранилась белокаменная капитель убранства). В 1350-1352 гг. перестроен, расписан изографом Феофаном Греком, створы дверей обиты медью с наведенным золотом рисунком (подобные сохранились в Рождественском соборе Суздаля). К началу 17 в. собор обветшал. В 1646 г. сообщалось о невозможности ведения служб. В 1647 г. строительство нового здания по образу Успенского собора Московсвкого Кремля было поручено купцу-зодчему С.Ф.Задорину. В 1652 г. собор освятили. Это было шестистолпное (4 круглых колонны и 2 заиконостасных прямоугольных пилона), пятиглавое здание с красивым западным крыльцом, с гирьками-висягами арок площадки всхода.

В 1672 г. собор стал кафедральным. Первый нижегородский митрополит Филарет перенес в него с погоста приходской Похвалинской церкви прах К.Минина. В 1682-1683 гг. собор подновили: сменили кровлю, вместо деревянных поставили каменные, обитые зеленой черепицей главы, на них водрузили золоченые кованые кресты. Это обошлось казне в 1016 руб. В 1692 г. иконописцы Г.Д.Строганова расписали фресками интерьеры.

В середине 18 в. из-за осадки грунта в стенах и сводах собора появились трещины. В 1784-1789 гг. здание отремонтировал архитектор Я.А.Ананьин. Для облегчения верха вместо каменных поставил деревянные барабаны глав, покрыл собор на четыре ската. В 1819-1823 гг. собор неоднократно осматривали И.И.Межецкий, А.А.Бетанкур, В.И.Гесте. В 1826 г. было решено собор разобрать и возвести новый. Санкт-Петербургская Академия художеств объявила конкурс на его проект "в прежнем виде". Участвовали академики А.Михайлов, В.Стасов, победил А.И.Мельников. Проект утвердили 29 декабря 1829 г. В 1830 г. архитектор И.Е.Ефимов разобрал старый и стал строить новый собор. К февралю 1835 г. работы были завершены. В 1836-1838 гг. интерьеры расписал по своим эскизам нижегородец Ф.П.Железнов. В подцерковье перенесли прах К.Минина. Надгробье поставил на свои средства крестьянин с. Катунки Я.Самарин. В 60-х гг. 19 в. над могилой К.Минина внутри собора по проекту Л.В.Даля поставили шатровую часовню-сень. В 1930 г. при проектировании Дворца Советов (архитектор А.Гринберг) собор разобрали, прах К.Минина передали на хранение в историко- архитектурный музей-заповедник.