Строительство Успенского собора началось в 1874 году. Собор был трехпрестольным. Главный, центральный престол был посвящен Успению Пресвятой Богородицы.
8 сентября / 21 сентября нов. ст./ 1874 года на праздник Рождества Богородицы была совершена закладка Успенского собора. Собор был заложен в 30 саженях (64 м) к востоку от Казанской церкви. В 1878 году храм был практически построен, внутри оштукатурен, а снаружи выкрашен. 12 августа 1878 г. были освящены и подняты на вновь выстроенный храм святые кресты. 19 августа 1879 года, после окончания литургии и освящения воды, на колокольню Успенскаго храма были подняты колокола.
8 сентября 1879 года, также на праздник Рождества Божией Матери — ровно через 5 лет после закладки храма — Преосвященнейшим Епископом Пермским Вассианом совершено было торжественное освящение главного престола храма — в честь преславного Успения Божией Матери.
25 мая / 7 июня нов. ст/ 1880 года состоялось освящение северного придела Успенского собора в честь Усекновения главы Предтечи Иоанна.
21 сентября/ 4 октября нов.ст. / того же года освятили южный придел Успенского собора в честь свт. Григория Богослова и вмч. Феодора Тирона, небесных покровителей братьев — основателей обители.
21 мая /3 июня нов. ст./ 1887 года на праздник Владимирской иконы Б.М. в Успенском монастыре было совершено освящение пещерного храма в честь Киево-Печерских угодников.
Храм в честь Киево-Печерских преподобных отцов находился под сводами Успенского собора и был задуман как семейный склеп-усыпальница рода Каменских. Работы по постройке этой нижней церкви начаты были уже осенью 1881 года. Под Предтеченским приделом (т.е. северной стороны) был устроен родовой погребальный склеп для умерших из рода Каменских.
Там со временем были захоронены сами братья-основатели обители Феодор (1883) и Григорий (1893) Козьмичи; сын Феодора Козьмича — Алексей Федорович, скончавшийся скоропостижно в 1893 году; сын Григория Козьмича — Александр Григорьевич, скончавшийся 6 мая / 19 мая нов. ст./ 1905 года (Александр Григорьевич после кончины братьев-основателей был попечителем Успенского монастыря); а также Алексей Григорьевич, скончавшийся в 1906 году.
Как отмечали современники, со времени построения нового Успенского собора по всем праздничным и воскресным дням можно было наблюдать особенный прилив молящихся, которых привлекало в обитель как великолепие вновь созданного храма, так и порядок монастырского богослужения со стройным пением хора монахинь.
В 1905—1908 гг. для росписи собора были приглашены известные русские художники Васнецов и Нестеров.
В 1914 году во время паломнической поездки по Уралу, Успенский собор дважды посетила Вел. Кн. Елисавета Феодоровна. Она молилась на Литургии вместе с пермскими монахинями 13 июля /26 июля нов.ст./ и 20 июля /2 авг. нов. ст./.
Разрушение собора началось в июне 1923 г., когда воинствующие безбожники сломали его главу. В 1928−30 годах Успенский собор был разобран, из его кирпичей построили городскую баню. На месте собора сейчас находится Елизаветинская больница и территория поликлиники № 5.