Это крупнейшее здание кремлевского ансамбля, построено в 1713 году на месте древних соборов. Его интерьер расписан в 1810-1811 гг. известным на Верхней Волге мастером-академистом Тимофеем Медведевым. На стенах и сводах 59 композиций на сюжеты Нового Завета. Они являются копиями работ европейских мастеров эпохи Возрождения и Борокко. Храмовая фреска "Преображение" воспроизводит ватиканскую композицию Рафаэля.

Грандиозный шестиярусный иконостас, установленный в 1860 году, включает иконы XVII-XIX веков, большинство из которых выполнены московскими иконописцами. Иконы Спасителя и Богоматери в местном ряду по сторонам Царских врат - произведения "украинского барокко" XVII века.

Соборная колокольня построена в 1730 году в формах "нарышкинского" барокко. Она является доминантой кремлевского ансамбля и всей волжской панорамы города. Здание бывшей Городской думы (1815) и Богоявленский собор (1827) - памятники эпохи классицизма, имеют колонные портики и сдержанное пластическое оформление стен.