Большой собор в честь Донской иконы Божьей Матери был заложен в 1684 г. по обету старшей сестры царя Петра I царевны Екатерины Алексеевны. Собор, сложенный до глав, некоторое время оставался недостроенным. Главы и иконостас были поставлены в 1692 г., при архимандрите Антонии (Одиновиче), иждивением думного дьяка Якова Аверкиевича Кириллова и его жены Ирины Симоновны. 21 августа 1698 г. собор был освящён митрополитом Сарским и Подонским Тихоном. Этот собор Донского монастыря – уникальное для русской архитектуры сооружение: является примером переноса на русскую почву типа так называемого пятибанного (т.е. с пятью высокими главами-банями) храма, характерного для каменного зодчества Левобережной Украины второй половины XVII в. Из-за болезни и смерти заказчика, царя Фёдора Алексеевича, не осуществилось строительство подобной церкви Воскресения Господня на Пресне (1681 г.). Ирина Леонидовна Бусева-Давыдова связывает замысел её строительства с поездкой на Украину иконописца Оружейной палаты Карпа Золотарёва, предпринятой по поручению царя специально «для описания церковных чертежей». Он посетил Киев, Переяславль, Нежин, Батурин, Глухов и другие украинские города, где мог видеть многочисленные пятибанные храмы, в том числе и Никольский собор в Нежине (1668 г.), к которому близка пресненская постройка. По мнению И.Л. Бусевой-Давыдовой, собор Донского монастыря был возведён, с небольшими изменениями, именно по подготовленным для Воскресенской церкви строительным документам. Но композиция собора не прижилась в русской архитектуре и была воспроизведена, с перестановкой глав по диагонали, лишь в церкви Вознесения (Тихвинской иконы Божьей Матери) в подмосковном Бурцеве (1730–1733 гг.). Большой собор Донского монастыря, как и его украинские прототипы, крестообразный, с ориентированными по сторонам света рукавами креста (скруглённой, а не гранёной, как на Украине, формы) и дополнительными, изначально пониженными компартиментами между ними. Массивные главы на высоких (изначально, как полагают исследователи, гранёных) световых барабанах расположены по сторонам света: бóльшая – в центре, меньшие – над каждым из рукавов креста. Таким образом, последние трактовались как отдельные объёмы, что характерно для украинской архитектурной традиции; после изменения формы кровли с надкладкой угловых компартиментов до высоты рукавов в первой половине XIX в. этот эффект исчез. Диаконник и жертвенник получили в Донском монастыре скруглённые формы (соответствующие западные компартименты квадратные в плане), благодаря чему образовался традиционный для русской архитектуры трёхапсидный алтарь. Большие прямоугольные оконные проёмы рукавов креста и угловых компартиментов расположены в два ряда, разделённые профилированной тягой. Декор аскетичен: окна верхнего яруса имеют прямоугольные наличники, нижнего – с треугольными разорванными фронтончиками, типичными для нарышкинского стиля. Над верхним центральным окном каждого из рукавов креста находятся оформленные колонками киоты. На кровле, вокруг главного купола, первоначально было устроено гульбище с балюстрадой. Крестообразный периметр стен был завершён живописным фризом с орнаментом из жёлтых виноградных листьев на зелёном фоне.