Храм - единственная сохранившаяся постройка Тверского Отроча монастыря. По преданию, монастырь основан между 1182 и 1205 гг. Храм Успения сооружен на месте древнего каменного собора, строительство которого, по мнению московского археолога Е.Л.Хворостовой, проводившей исследование памятника, относится к XIV - началу XV в. и связано с новгородской школой зодчества. Нынешний Успенский собор сооружен в 1722 г., но с некоторым смещением относительно прежнего храма к востоку. Инициатором строительства нового храма был митрополит Сильвестр Крайский, переведенный в Тверь из Смоленска. В 1850 г. интерьер украсила сюжетная темперная стенопись. В 1868 г. с востока в углы здания встроили низкие прямоугольные объемы, похожие на прирубы к алтарям деревянных церквей. В южной пристройке разместили ризницу, которую в 1904 г. превратили в придельный алтарь во имя Серафима Саровского (на средства кашинской мещанки Н.В.Егоровой). Храм передан Церкви. В нем с 1994 года совершаются богослужения.

По преданию, монастырь основан между 1182 и 1205 гг. отроком Григорием, которого опекал тверской князь. Григорий собрался жениться на любимой девушке, но перед их вступлением в брак она приглянулась князю, который заставил священника обвенчать с ним невесту своего воспитанника, а тот удалился от мира. Впервые монастырь упомянут летописной строкой в 1206 г. В 1238 г. его разорили татаро-монголы, но в 1265 г. он был восстановлен при князе Ярославе Ярославиче. В монастыре в XVI в. в ссылке и заточении пребывали митрополит Филипп, открыто осудивший жестокость царя Ивана Грозного, и преп. Максим Грек.
Церковь Успения Божией Матери - это единственная сохранившаяся постройка Тверского Отроча монастыря. При строительстве речного вокзала в 1932-1938 гг. были разобраны многие сооружения обители, закрытой еще в 1918 г. В 1962 г. снесли братский корпус, угловую башню и последний фрагмент монастырской ограды.