Западный вход в Успенский собор оформлен перспективным порталом с красивыми порезками на дыньках и со сноповидными капителями. В 1671 году он расписан орнаментом, от которого сохранились лишь фрагменты. Первые решетчатые „затворы“ портала так называемого кубового рисунка с репьями на пересечениях выкованы ростовским кузнецом Максимом Гордеевым в 1696 году. Вторая глухая железная дверь разбита на прямоугольники полосами железа с коваными шляпками заклепок, свободно размещенных на них. В двух прямоугольниках помещены знаменитые звериные маски древних дверей XII века (илл.11). Здесь же сохранился и нутряной замок (илл. 12), который отковал в 1698 году ярославский кузнец Иван Алексеев. Такие личины обычно имели подложку слюды и цветной фольги, чем создавался большой декоративный эффект. Сама дверь также окрашивалась в два цвета, иногда полосы серебрились, а заклепки наводились золотом. Можно представить себе, что на белом фоне стены такой вход был очень красив и издали привлекал внимание прохожих.
Интерьер Успенского собора поражает своей высотой. Шесть крестчатых столбов поддерживают коробовые своды и подпружные арки. Эти арки, на которые опирается средний купол, повышены. Более широкий, чем боковые, центральный неф вместе с трансептом образуют обширное и светлое пространство перед царскими вратами. Украшением интерьера являются фресковые росписи и иконостас (сейчас они находятся в очень плохом состоянии).
В 1659 году художники-ярославцы Севастьян Дмитриев и Иосиф Владимиров „с товарищами“ были приглашены в Ростов „для стенного письма“ в соборной церкви. В 1669 году они вместе с Василием и Константином Ананьиными, Иваном и Федором Карповыми, Дмитрием Григорьевым, костромичами Гурием Никитиным, Силой Савиным, Василием Кузьминым и другими снова расписывали Успенский собор, а в 1671 году из-за пожара, повредившего эти фрески, вновь работали над их восстановлением. Однако эти росписи не дошли до нас и считались полностью утраченными вследствие больших работ „по обновлению“ их в 1779 году и второй записи масляной краской в 1843 году.
В 1950-х годах, во время реставрации интерьера собора были обнаружены древние росписи. Их обследование производила художник-реставратор В. Брюсова. Фрагмент композиции „Брак в Кане Галилейской“ на стене за иконостасом (на уровне третьего яруса икон), поясная фигура архидьякона Стефана (голова, к сожалению, утрачена) на северной стене левого алтарного столба, а также изображения Эммануила и ангелов на арке между восточными столбами и совершенно замечательные по красоте орнаментальные росписи так называемой палатки были отнесены к росписи собора XVI века, выполненной примерно в 1589 году.
Расчистка восточной стены левого алтарного столба выявила хорошо сохранившуюся фреску с изображением Епифания Кипрского, которую датируют 1659 годом. Живопись 1670–1671 годов остается пока еще под записями XVIII и XIX веков.
Резной золоченый иконостас Успенского собора и иконы верхних ярусов выполнены в 1730 -1740-х годах после одного из очередных пожаров, во время которого, по рапорту властей, едва „несколько нижнего пояса (иконостаса) икон вынесли", все остальное сгорело. Из числа спасенных интересны иконы: „Спас“ 1649 года, „Апостолы Петр и Павел“ и „Царевич Петр Ордынский“. Резьба иконостаса, его колонн и картушей, исполнена резчиками в затейливых и сочных формах стиля русского барокко.
В Успенском соборе, так же как и во всех соборах удельных княжеств и митрополий, похоронены князья и митрополиты и среди них строитель Ростовского кремля Иона Сысоевич.