Время постройки Дмитриевского собора пришлось на период расцвета Владимиро-Суздальского княжества, когда всего за несколько десятилетий из захолустья оно превратилось в земли, играющие решающую роль в жизни страны. Храм был возведен на рубеже XII и XIII веков, а в его постройке принимали участие только русские мастера, что особенно подчеркивалось в летописях.
Всего через 40 лет после постройки храм, как и почти весь Владимир, был разрушен и разграблен татарами, а после этого пережил еще и несколько пожаров. В таком состоянии он пробыл довольно долго, пока в 1837 году по распоряжению Николая I не был отреставрирован знатоками русского стиля. Впрочем, нельзя сказать, что реставрация пошла собору на пользу - наоборот, благодаря ей и вовсе едва не был уничтожен. После работ, проведенных избранных императором мастерами, храм окончательно утратил первоначальный облик и стал практически разваливаться по кускам. От полного разрушения его спасла только проведенная чуть позже повторная реставрация, во время которой Дмитриевскому собору был частично возвращен первозданный вид.
Главным украшением храма стала резьба, полностью покрывающая его верхний ярус и барабан купола. Для украшения было использовано 566 резных камней, складывающихся в причудливую картину, в которой христианские образы сосуществуют с мифологическими и литературными.
На колончатом поясе расположена галерея святых, окруженных изображениями растений и животных. На южном фасаде собора больше всего выделяется композиция, повествующая о вознесении Александра Македонского на небо. На северном фасаде изображен строитель храма, князь Всеволод Большое Гнездо, окруженный сыновьями.
Правда, после столь изящного и приковывающего к себе взгляд внешнего убранства собора его интерьеры немного разочаровывают. В отличие от всех прочих владимирских соборов, Дмитриевский внутри оформлен крайне скромно. Те немногие фрески, которые уцелели после пожаров, были впоследствии уничтожены реставраторами, и теперь храм встречает посетителей почти стерильной белизной.