Закладка первого православного храма во Владивостоке состоялась 8 июня 1861 года на склоне сопки, ныне известной как Пушкинская. Молебен по случаю закладки церкви был совершен иеромонахами Филаретом и Виталием в присутствии начальника эскадры в Китайском море, капитана 1-го ранга Лихачева, офицеров и нижних чинов. Строительство велось солдатами отряда от третьей роты линейного батальона №4. К Пасхе 1862 года храм был готов, и 1 апреля (13 апреля по новому стилю) состоялось его освящение в честь Успения Пресвятой Богородицы.
Деревянный храм имел размеры 19 метров в длину и 8,5 метра в ширину. Иконостас был изготовлен из корабельного паруса, натянутого на деревянную раму и окрашен белой краской. Купола и колокольни не было; малый судовой колокол висел рядом с церковью под двускатным навесом. Внешне здание напоминало бревенчатый дом с деревянным крестом на двускатной кровле.
В 1876 году было принято решение о строительстве нового каменного храма на месте прежнего. Закладка нового Успенского собора состоялась 14 августа 1876 года. Строительство началось по проекту инженера В. С. Шмакова, но было приостановлено из-за предполагаемого перевода главного порта в бухту Ольга. В 1886 году строительство возобновилось по проекту архитектора Миллера при содействии военного губернатора Владивостока Александра Фёдоровича Фельдгаузена. 6 декабря 1889 года епископ Камчатский и Благовещенский Гурий освятил новый храм в честь Успения Пресвятой Богородицы.
Каменный собор вмещал около 1000 человек и имел главный купол высотой 35 метров. Архитектура храма была выполнена в традициях раннего русского стиля, отраженного в работах К. А. Тона и его школы. Главный иконостас отличался изяществом резьбы и обилием позолоты. В 1894 году художник Александр Феофилактович Соколов расписал собор, воспроизведя 26 картин из Священной истории, образы 12 апостолов в куполе собора, а на наружных стенах — икону Успения Божией Матери и четырёх евангелистов.
В 1900 году на средства купца Василия Пьянкова был сооружен левый придел в честь святого равноапостольного князя Владимира. В 1908 году по проекту архитектора Ю. Л. Вагнера на склоне Пушкинской горы возвели церковно-причтовый дом, в котором располагались казначейство, ризница, библиотека, комната отдыха для духовенства и подсобные помещения. С 5 января 1899 года новый Успенский собор стал кафедральным.
В 1932 году Успенский собор был закрыт советскими властями, а в 1938 году разрушен. На остатках фундамента построили жилой дом, в котором впоследствии разместилось художественное училище.
В 1996 году Владивостокской епархии был возвращён церковно-причтовый дом. Усилиями прихожан и настоятеля в доме была воссоздана Успенская церковь. В 2001 году храм венчали куполами и крестами, в 2002 году установили иконостас, и 15 апреля 2006 года новый храм был освящён. В 2009 году рядом с храмом построена звонница. На месте алтаря разрушенного собора был установлен крест.
