Первый деревянный Архангельский собор в Кремле возник на месте нынешнего, возможно, еще во время княжения Михаила Хоробрита, брата Александра Невского, в 1247—1248 годах. В 1333 году, за одно лето, Иван Калита построил новый каменный храм — по обету, в благодарность за избавление Руси от голода, вызванного пошедшей в рост и не давшей зерен рожью. Новый Архангельский собор был освящен митрополитом Феогностом 20 сентября 1333 года.

Современный собор был сооружен в 1505—1508 годах под руководством итальянского зодчего Алевиза Нового на месте старого собора XIV века. С 1599 года по 1765 год при соборе состояли особые архиереи, обязанностью которых было совершать панихиды во дни поминовения князей и царей. С 1743 года по 1883 год — был кафедральным для Московской епархии. Указом Николая II от 13 января 1895 года был передан в придворное ведомство.

Храм — пятиглавый, шестистолпный, пятиапсидный, восьмипридельный с узким, отделенным от него стеной помещением в западной части (на втором ярусе — хоры, предназначавшиеся для женщин царской семьи). Выстроен из кирпича, декорирован белым камнем. В обработке стен широко использованы мотивы зодчества итальянского Возрождения. Сохранившаяся роспись собора была выполнена в 1652—1666 годах (Яков Казанец, Степан Рязанец, Иосиф Владимиров). Всего в соборе 54 погребения.