На основании пространной редакции «Жития» Никона Радонежского 1440 гг. некоторые исследователи говорят об участии в росписи и Даниила, что не подтверждается более ранними источниками. Хронологические границы возведения собора устанавливаются между 1410–1427 гг. (Пётр Николаевич Максимов, на основе представлений о времени игуменства Александра) или 1425–1427 гг. (Николай Николаевич Воронин, согласно гипотезе о времени пребывания в монастыре Андрея Рублёва). Мнение, относящее постройку собора к концу XIV в. (Вера Григорьевна Брюсова, Борис Львович Альтшуллер), не получило поддержки у большинства исследователей. Первоначальный вид собора изменился после пожара 1812 г., когда обрушился его верх. Новое завершение собора с 8-гранным барабаном было возведено в 1813 г. под руководством архитектора И.Д. Жукова. После перестройки храма в 1848–1850 гг. по проекту архитектора Г.Ф. Герасимова на барабане 1813 г. появился шатёр. В 1840–1850 гг. к Спасскому собору были пристроены два боковых придела: правый – в честь Успения Богородицы, левый – во имя преподобного Андроника (этот облик собора сохранялся до реставрации в середине XX в.). Принадлежность храма кругу раннемосковской архитектуры была установлена при натурных исследованиях 1933 г. (П.Н. Максимов, А.Р. Егорова, Е.Б. Шереметева), выявивших характерные особенности техники кладки, декора и первоначальной композиции. Благодаря исследованиям собора в начале 1950 гг. (Григорий Фёдорович Сенатов при консультации Дмитрия Петровича Сухова) были открыты фрагменты фресок с растительным и геометрическим орнаментом (XV в.), сохранившиеся под поздними закладками на откосах боковых окон средней апсиды. В 1959–1961 гг. была проведена реставрация первоначального вида собора, и восстановлено утраченное при пожаре 1812 г. его завершение (архитекторы Б.Л. Альтшуллер, Лев Артурович Давид, Сергей Сергеевич Подъяпольский, Мирон Давидович Циперович; археологи Марк Хаимович Алешковский, В.Б. Гиршберг, Ф.М. Гольдштейн). Во время этих работ были найдены детали декора (например, блоки кокошников), фрагменты белокаменных рельефов (возможно, темплона), открыто основание алтарной преграды, установлен древний уровень полов (однако были сделаны ошибочные выводы о структуре наслоений). На западном фасаде собора, над порталом, обнаружились следы киота в форме круга, который был восстановлен с условно выполненным обрамлением (первоначальный профиль неизвестен). В 1996 г. в этом киоте художник Олег Борисович Павлов (1921–2014 гг.) написал Нерукотворный Образ Спасителя. Четырёхстолпный крестово-купольный белокаменный храм с одной световой главой поставлен на высокий подиум, внутри которого находится строительная засыпка. Стены сложены характерной для XIV –  начала XV вв. полубутовой кладкой. Памятник относят к последнему этапу формирования московской школы зодчества, восходившей к традициям владимиро-суздальской архитектуры.