Сооружение каменного собора во Флорищевой пустыни было осуществлено по инициативе инока Иллариона, выполнявшего роль игумена обители и сумевшего привлечь на постройку значительные царские вклады. Благословенная грамота на постройку собора от патриарха Иоакима датирована январем 1678 года, к тому же году относятся грамоты царя Федора Алексеевича о предоставлении необходимых строительных материалов во Флорищеву пустынь. Закладка собора осуществилась осенью 1680 года, а 30 сентября 1681 года произошло торжественное освящение храма в присутствии самого царя Федора Алексеевича.

Флорищева пустынь была основана в середине XVII века в глухих болотистых лесах между Владимиром и Нижним Новгородом, в стороне от дороги. Затерянная обитель смогла начать большое каменное строительство благодаря особой заинтересованности царя Федора Алексеевича. С этим обстоятельством связан и выбор образца для собора, и работа на постройке квалифицированных каменщиков, и участие в последующей росписи собора мастеров Оружейной палаты. Успенский собор представляет собой ближайшую аналогию Покровскому собору Измайлова (1671–1679) и по качеству приближается к столичным постройкам времени Федора Алексеевича.

Стройный кубовидный четверик собора (20,5 × 23,5 м) традиционно разделен лопатками – по три прясла на каждом фасаде. Прясла по ширине равны между собой и заканчиваются закомарами, приближающимися по форме к правильным полуциркульным очертаниям. С трех сторон в храм ведут арочные крыльца на круглых столбах (как в Измайлове). Алтарная часть состоит из трех невысоких абсид, разделенных тонкими колонками. Четверик перекрыт четырехскатной кровлей, под которой в простенках между закомарами помещены окошки, освещающие чердачное помещение. Пятиглавие решено в традиционном древнерусском ключе, с выделением центрального барабана. Собор обладает хорошо продуманной системой пропорционирования и выразительным силуэтом.

    Своды четырехстолпного храма поддерживают круглые столбы на постаментах с разработанными кубовидными капителями. Система разноуровневых крестовых сводов опирается на пониженные подпружные арки, отсеченные от стен профилированным карнизом в их основании. Боковые барабаны поставлены на дополнительные малые арочки, придающие вытянутым компартиментам квадратную форму. При переходе к круглым барабанам в восточных ячейках использованы тромпы, а в центральном и западных – паруса. Внутренняя структура храма менее регулярна, чем наружные деления четверика. Столбы расставлены таким образом, что выделяют центральный неф и два восточных поперечных трансепта, образуя под центральным барабаном и над амвоном идеальные квадратные компартименты, при том что боковые ячейки вытягиваются в продольном направлении. Южная абсида поделена на два этажа, отсюда начинается лестница на своды здания, идущая в толще восточной стены. Свет поступает из больших арочных окон, размещенных в два уровня, причем верхний оконный ряд опущен много ниже сводов, давая обильный свет лишь в нижнюю часть внутреннего пространства. Центральную абсиду освещают три окна, боковые – по одному, верхний свет поступает из пяти барабанов, выходящих в интерьер.

Внешний декор Успенского собора довольно сдержан. Отсутствие наличников на соборных окнах восполняется характерным приемом: помещением оконных проемов одного прясла стены в единую вытянутую арочную нишу, из-за чего верхний оконный ряд опускается многим ниже поля закомар, и уровень сводов внутри храма оказывается несколько затемненным. Этот прием впервые был использован зодчими Покровского собора в Измайлове. По верху абсид Успенского собора проходит резной «Ж-образный» фриз из фигурного кирпича, характерный в нижегородском Поволжье, а также изящный городчатый фриз, раскрепованный на колонках. Барабаны декорированы простой по форме аркатурой, состоящей из колонок с базами и капителями, обрамляющих окна, и пологих арочек, соединяющих их.

В композиционной и декоративной структуре Успенского собора отчетливо видны два направления, связывающие монастырский храм с важными столичными памятниками. На счет влияния Покровского собора Измайлова можно отнести общую объемно-пространственную композицию, выбранный тип собора, размеры, отдельные декоративные элементы, например, объединяющая фасадные окна арочная ниша. В то же время, отчетливо прослеживается иное влияние, связанное, по-видимому, с Успенским собором Московского Кремля или со Спасским собором Нижнего Новгорода, и обнаруживаемое в круглых столбах с кубовидными капителями, крестовых сводах, внутристенной лестнице в алтарной части, а также простой по форме аркатуре на барабанах.