La première cathédrale de la Dormition du Kremlin, une simple structure de maçonnerie à un seul domicile, a été construite par le prince Ivan I Danilovich de Moscou en 1327 comme siège du chef de l'église orthodoxe russe, le métropolite Pierre. En 1472, le métropolite Filipp de Moscou décida de remplacer l'ancienne église, posant la première pierre avec le grand prince Ivan III (r. 1462-1505), mais en 1474, le nouveau bâtiment fut détruit par un tremblement de terre avant d'être achevé. Ivan a ensuite embauché l'architecte italien Aristotele Fioravanti, lui ordonnant de modeler son église sur la cathédrale de la Dormition du XIIIe siècle à Vladimir, convaincu que le prototype a été conçu par Marie elle-même. Fioravanti a pris la structure traditionnelle à cinq dômes, les baies arrondies et les arcades décoratives, mais a ajouté les proportions et l'ingénierie de la Renaissance, "selon sa propre habileté rusée", comme une chronique racontée, "pas à la manière des constructeurs moscovites." L'église est devenue le modèle d'un certain nombre d'autres églises importantes de cathédrale et de monastère, par exemple dans le couvent de Novodievitchi et la Trinity-St. Monastère de Sergius.
Les premières fresques ont été peintes de 1481 à 1515 et restaurées plusieurs fois «à l'ancienne» aux XVIIe-XIXe siècles. Les cycles complexes évoquent l'unité de la terre russe, la célébration de ses saints et l'histoire de la cathédrale elle-même, ainsi que la vie et la vénération du Christ et de la Mère de Dieu. Les icônes sur le niveau inférieur de l'iconostase (écran d'autel), dont la plus célèbre était l'icône byzantine "Vladimir" du XIIe siècle de la Mère de Dieu, faisaient également référence au rassemblement des terres russes et au transfert de l'autorité sacrée à Moscou de Jérusalem, Byzance et Kiev, ainsi que le soi-disant trône de Monomaque, réalisé pour Ivan IV en 1551, les sculptures sur lesquelles représentent des scènes de l'empereur byzantin Constantin IX Monomaque présentant des insignes impériaux au prince Vladimir de Kiev (1113-1125 ).
En février 1498, la cathédrale voit le petit-fils d'Ivan III, Dmitry, couronné héritier. A partir de 1547, date à laquelle Ivan IV y fut couronné, elle fut le lieu du couronnement de tous les tsars russes et, à partir du XVIIIe siècle, des empereurs et impératrices. Il a également vu les investitures et la plupart des enterrements des métropolitains et des patriarches, jusqu'au dernier patriarche Adrian (mort en 1700). D'importants travaux de réparation font suite aux dommages causés par les Polonais en 1612 et les hommes de Napoléon en 1812. La cathédrale était particulièrement vénérée par Nicolas II, en préparation du couronnement duquel une importante restauration fut réalisée en 1896. Les guides officiels tsaristes tardifs de la cathédrale ont souligné la conviction que la formation de l'Empire russe était sanctionnée par Dieu et symbolisée dans l'histoire de la cathédrale et de ses objets sacrés (par exemple un morceau de la robe de Notre-Seigneur et un clou de la croix). À l'époque soviétique, il est devenu un musée, mais depuis les années 1990, il a été utilisé par intermittence pour des services importants.