15 августа 1805 года в Мышкине состоялась закладка Успенского собора. Деньги на его строительство выделили жители города, а также купцы Козьма Дрожденков и Иван Замяткин. Проект храма разработал архитектор из Италии Иоганнес Манфрини.
Строительством, которое завершилось в 1820 году, занималась артель каменщиков из Ярославля. В 1829-1832 годах собор расписала артель живописцев Тимофея Медведева, чьи работы сохранились до сих пор. В 1866 году в Успенском соборе проводился капитальный ремонт в преддверии прибытия цесаревича Александра.
В 1930-х годах храм закрыли, часть внутреннего убранства была уничтожена. В Успенском соборе открыли дом культуры, склад льна и продовольственных товаров. В 1989 году церковь была возвращена верующим, и здесь возобновили богослужения.
