Первое каменное строение было заложено Иваном Калитой по обету в благодарность Господу за избавление страны от голода в 1333 году. Нынешнее сооружение строилось под руководством итальянского архитектора Алевиза Нового при великом князе Василии III. Храм, освященный в 1508 году во имя архангела Михаила, изначально был задуман как место упокоения великих князей. Первым здесь был захоронен умерший в 1340 году князь Иван Калита.
Всего в храме 54 захоронения. Для Ивана Грозного, при котором храм украсился росписью, было приготовлено особое место – в алтарной части собора. В крипте подземной палаты Архангельского собора покоятся останки великих княгинь и цариц, перенесенные сюда из уничтоженного большевиками Вознесенского женского монастыря.
Во времена наполеоновского нашествия собор сильно пострадал. В храме был устроен винный склад, а в алтарной части расположилась военная кухня. Драгоценная церковная утварь, украшенные дорогими камнями оклады икон и другие ценности собора были похищены.
В иконостасе сохранилась древняя икона Михаила Архангела, предположительно принадлежащая кисти Андрея Рублева. В соборе покоятся святые мощи блгв. царевича Димитрия, св. благ. Дмитрия Донскго, его супруги св. благ. княгини Евдокии, в иночестве Евфросинии, а также мощи св.благ. князя Михаила Черниговского и его боярина Феодора, принявших мученическую смерть в Орде.
