В 1073 г., над Днепром, недалеко от монастырских пещер, один из основателей обители – монах Феодосий Печерский – заложил будущий храм. Строительство и украшение Великой церкви Успения пресвятой Девы Марии продолжалось 15 лет. На протяжении последующих столетий собору не раз был причинен ущерб, но его каждый раз восстанавливали. После большого пожара 1718 г., вследствие перестройки, Успенский собор воплотил высочайшие достижения украинского барокко XVIII в. Стены собора расписали мастера лавры. Среди сюжетов выделялась уникальная портретная галерея киевских князей, архимандритов лавры, гетманов Богдана Хмельницкого, Ивана Мазепы и других благотворителей монастыря. 3 ноября 1941 года почти весь Успенский собор был уничтожен сильным взрывом.
Введена в обращение 30 декабря 1998 года.