А теперь сразу же по приезде во Владимир надо было налаживать работу. Пока ставили мастера-плотники из свежих сосновых досок леса внутри огромного собора, приезжие художники и их подмастерья готовили краски и левкас, раздумывали, размечали.
Успенский собор — сердце былой столицы. История его строительства и украшения ясно прослеживалась по страницам летописей, и Андрей Рублев не мог не узнать сейчас хотя бы главные ее вехи.
Возводить собор начали при князе Андрее Боголюбском в 1158 году, а через два года строение было уже закончено. Лучшие художники того времени, приглашенные из разных мест, — «из всех земель все мастеры», приняли участие в его особом, «паче инех церквей», украшении. Одноглавая, златоверхая его громада с резными по белому камню стен рельефами выросла на крутояре над Клязьмой. Издалека видная, осеняла она сверкающим золотом окрестные дали. Здесь хранилась привезенная некогда все тем же князем Андреем из южного Вышгорода чтимая икона византийского письма, которая стала впоследствии называться Владимирской. В 1161 году собор был украшен фресковою «подписию». Но всего лишь четверть столетия суждено было красоваться ему в первоначальном виде. Сильный пожар, случившийся в 1185 году, уже при князе Всеволоде III, повредил само здание, и вскоре оно было основательно перестроено. При этом старый собор был взят как бы в каменную коробку: с трех сторон (севера, запада и юга) возведены новые стены так, что между ними и старыми стенами образовались узкие помещения — галереи. На кровле сооружены были четыре дополнительные главы с окнами. Став пятиглавой, церковь получила дополнительное обильное освещение.
Роспись 1161 года во время пожара почти полностью погибла. Ее заменили новой, скорее всего около 1194 года. Но и этой прекрасной, как Андрей мог судить по сохранившимся изображениям, росписи пришлось испытать на себе всегубительное действие огня. В 1238 году, когда ордынские полчища штурмом взяли Владимир, в соборе на его хорах, расположенных на значительной высоте, пытались спрятаться уцелевшие городские жители. Захватчики развели прямо в храме, в западной его части под хорами, огромный костер, и в его дыму погибло множество людей. После этого пожара роспись, местами осыпавшаяся, местами потемневшая, очаделая от дыма, уже не возобновлялась. Так и простоял сто семьдесят лет Успенский собор, храня на своих стенах зримые следы исторической трагедии Руси. Под потемневшими его сводами не замерла жизнь. Постепенно украсился он иконами, живописными и шитыми. Здесь венчали, согласно древнему обычаю, на великое княжение русских князей. Особо славились владимирские «клирошане» — соборные певцы. Слава их затмевала даже высокое искусство московских мастеров пения. Недаром именно владимирский хор сопровождал в свое время в Константинополь неудавшегося кандидата в русские митрополиты Митяя.