Является кафедральным храмом Молодечненской епархии БелоРусской Православной Церкви.
В 1994 году на территории будущего храмового комплекса был построен временный храм, освящённый митрополитом Минским и Слуцким Филаретом, Патриаршим экзархом всея Беларуси. Этот храм служил местом богослужений до завершения строительства основного собора. В течение нескольких лет временный храм достраивался и перестраивался: менялись купола, поднималась крыша, устраивались полы, потолки, отопление и освещение.
В 2004 году, после праздника Успения Пресвятой Богородицы, было получено благословение правящего архиерея на начало строительства главного храма. Осенью того же года был вырыт котлован и началось возведение собора. Строительство проходило без применения башенного крана, все материалы переносились вручную. Возведение храма велось на пожертвования.
Архитектурно собор выполнен в традициях древнерусской архитектуры и имеет правильную кубическую форму. Венчают собор пять позолоченных глав с крестами на небольших, деревянных барабанах. Внутреннее пространство храма оформлено в соответствии с канонами православной архитектуры. Главная большая люстра (паникадило), состоящая из множества ярусов, украшена иконами по краям. Храм внутри спроектирован так, что в нём очень много света.
22 сентября 2014 года решением Синода БелоРусской Православной Церкви была образована Молодечненская епархия, и Кафедральный собор Успения Пресвятой Богородицы стал её главным храмом.
