Один з небагатьох зразків мурованої монументальної архітектури XII століття. Головний храм Єлецького Успенського монастиря. Точна дата спорудження невідома, вірогідніше за все — друга половина XII століття. Будувався за зразком однойменного храму Печерського монастиря в Києві. Тринефний, триапсидний, шестистовпний храм, хрестово-купольний за планом. Наразі — чотирибанний.

Це один з перших храмів, при будівництві якого було застосовано рівношарову кладку. Відмінність від київського храму в тому, що з трьох сторін були споруджені невеликі притвори, а у південно-західному куті була влаштована капличка з апсидою, імовірно хрещальня. Інтер’єр прикрашали керамічні та шиферні плитки, вітражі та фрески. Фресковий живопис XII століття вирізнявся високохудожньою майстерністю, але до сьогодні зберігся лише фрагментарно. Проектувався і будувався як однокупольний храм.

У 1239 році був частково зруйнований ординцями.

Відновлений у 1445-1499 роках. У 1642 (1611) році в результаті пожежі в соборі обвалились склепіння. Іоаникій Галятовський пише про це так: «Тогда верхи мурованные над хором и по бокам упали, на остаток и великий верх мурованный в засклепеню ся проламал и упал, и учинил грамот великий, который по всем Чернигове люди чули»

У 1635-1649 роках монастир разом з храмом належав єзуїтам. Після вигнання польської шляхти монастир відновив свою діяльність. Можливо саме тут у 1646 році Кирило (Транквіліон) Ставровецький надрукував першу в Чернігові книгу «Перло многоценноє».

Капітально собор було відновлено за архімандрита Іоаникія Галятовського у 1668-1670 роках. Формування монастирського архітектурного ансамблю завершилось у XVII-XVIII століттях і комплекс набув рис українського бароко.

У 1698 році на замовлення Ю. Я. Лизогуба до південного боку собору було прибудовано усипальницю для Я. К. Лизогуба (після освячення 1701 року отримала назву церква Св. Якова).

Собор було прикрашено триярусним позолоченим різьбленим іконостасом, створеним на кошти ктитора монастиря В. А. Дуніна-Борковського у 70-80-х роках XVII ст. (не зберігся).

Під час Німецько-радянської війни собор був спалений. Впродовж 1956-1960 років велись роботи по його дослідженню та реставрації.