Храм Успения Пресвятой Богородицы в Твери является частью ансамбля Успенского Отроч монастыря. Первые упоминания о монастыре относятся к XIII веку, однако каменный собор был возведён в 1722 году. Строительство велось на месте более древнего храма, предположительно существовавшего с XIV века. В архитектурном отношении собор представляет собой образец традиционного русского храмового зодчества с элементами барокко.
В 1920-е годы монастырь был закрыт, а его здания национализированы. В советский период собор использовался не по назначению, что привело к утрате части внутреннего убранства. В 1990-е годы храм был возвращён Русской Православной Церкви и в нём возобновились богослужения. Реставрационные работы проводились в несколько этапов, последний из которых завершился в 2010-х годах.
Архитектурно храм представляет собой четырёхстолпное сооружение с пятиглавым завершением. Фасады разделены лопатками на прясла, завершающиеся закомарами. В декоре прослеживаются элементы нарышкинского стиля. Интерьер сохранил фрагменты масляной живописи XIX века, хотя большая часть росписей была утрачена в XX столетии.
В исторических документах отмечается, что монастырь неоднократно посещали русские государи, включая Ивана IV Грозного и Петра I. В период Смутного времени обитель подверглась разорению, но была восстановлена к середине XVII века. В XVIII-XIX веках монастырский комплекс включал кроме собора колокольню, братские корпуса и хозяйственные постройки, часть которых не сохранилась.
Собор является объектом культурного наследия федерального значения (номер 6900072002). Современный статус храма - действующий, он входит в состав Тверской епархии Московского Патриархата. Богослужения совершаются по полному кругу, включая праздничные и воскресные службы.