Батый и после жестокой расправы над московским князем не дождался от владимирцев мольбы о пощаде. Русские понимали, что им не выстоять против такого сильного врага, но сдачу города считали позором. Защита Владимира стала одной из многих героических страниц в истории борьбы русского народа против монголо-татарского ига.

Воображение помогает оживить события той битвы, представить искаженные яростью лица татар и суровые, полные решимости отстоять город лица защитников крепостных стен. Владимирцы отбивались мужественно, стояли насмерть. На головы противников летели камни, лилась кипящая смола, тысячи стрел пробивали тонкие татарские кольчуги насквозь, поражая одного штурмующего за другим. Но силы были слишком неравными, а городские стены недостаточно укрепленными.

Хан Субэдэй. Китайский средневековый рисунок

Батый начал штурм города 7 февраля 1238 г. Татары ворвались во Владимир через проломы в крепостных стенах и смерчем пронеслись по столице. Великая княгиня Агафья Всеволодовна, жена Юрия Всеволодовича, и их младшая дочь Феодора Юрьевна с боярами нашли убежище в Успенском соборе. Владимирцы храбро сражались, защищая храм, но все усилия были напрасны. Татары ворвались в здание. Они выламывали дорогие оклады, хватали драгоценную утварь и крушили все на своем пути.

Защитники собора вместе с княжеской семьей укрылись на хорах. Захватчики обложили стены храма дровами с наружной и внутренней сторон и подожгли. Семья Юрия Всеволодовича и их защитники погибли в огне (есть версия, что были взяты в плен и замучены). Сам же собор устоял.

После взятия Владимира татарские полчища покорили и другие русские города. Битва с войском великого князя произошла на реке Сити. Перед битвой Юрия Всеволодовича настигло страшное известие о падении столицы и гибели его семьи (младший сын великого князя Мстислав был убит во время сражения за Владимир, а старший сын Всеволод-Дмитрий предположительно был тогда же взят в плен и казнен по приказу Батыя). Великий князь был полон гнева и решимости отомстить жестокому врагу, но был убит в той кровопролитной битве на реке Сити. Голова великого князя была отрублена и преподнесена хану Батыю.

По свидетельству летописцев, рязанский князь Игорь, приехав на место гибели великого князя и его дружины, «едва мог найти тело князя Юрия и привез его в Рязань; а над гробами Феодоры Юрьевны, нежной его супруги Евпраксии и сына поставил каменные кресты на берегу реки Осетра, где стоит ныне славная церковь Николая Заразского». Таким было начало трехвекового монголо-татарского ига. Русь лишилась своей независимости.

К концу XIII в. здание Успенского собора было обновлено. Его покрыли оловом и пристроили к юго-западному углу придел Пантелеймона, который впоследствии был разрушен.

В 1410 г. Владимир вновь пережил разрушительный набег монголо-татар. Успенский собор снова был разграблен, но, по свидетельству летописца, самую ценную церковную утварь владимирцы успели спрятать в тайнике внутри собора.

Спустя 150 лет собор был вновь охвачен пламенем пожара и снова сильно пострадал. К XVIII в. здание храма сильно обветшало. Его стены были испещрены многочисленными трещинами. После ремонта облик древнего собора был сильно искажен. В 1862 г. между северной стороной собора и колокольней был возведен храм Святого Георгия.