Сейчас этот памятник внесен в список памятников всемирного наследия ЮНЕСКО. Собор одноглавый, четырехстопный, трёхапсидный. Первоначально собор окружали галереи с лестничными башнями, соединявшие его с княжеским дворцом. Создавался как дворцовый семейный храм великого князя Всеволода III Большое Гнездо этот храм был построен в честь его небесного покровителя великомученика Дмитрия Солунского был доступен для обозрения лишь только для семьи князя и его приближенных и для иноземных гостей. В него можно было попасть прямо из дворца. С трех сторон храм окружала галерея, соединявшая церковь с деревянными княжескими хоромами. К западной стене были пристроены две лестничные башни ведущие на хоры. На вершине креста храма были был помещен символ Святого духа медный вызолоченный голубь вращающийся на медном стержне и служивший флюгером.
В интерьере храма сохранились фрески являющиеся фрагментом композиции «Страшный суд». Там изображены 12 апостолов «Рай» (шествие праведных в рай). Вероятно, некоторые из фресок были выполнены константинопольским художником а остальные русскими его учениками. В 1783 году в соборе был похоронен первый наместник владимирской губернии Р.И. Воронцов.
Храм не раз реставрировался и в 1837 г царь Николай I повелел вернуть собору первозданный вид. Таким образом, собор лишился галереи башен. Стены Дмитриевского собора украшают около 1500 рельефов. Большая часть стен западного северного и южных фасадов покрыта изображениями мифологических животных святых изображениями растений, а так же сценами охоты. На южном фасаде можно увидеть вознесение Александра македонского. Большинство рельефов сохранились в первоначальном виде, некоторые были заменены при реставрации XIX века (по М. С. Гладкой, практически точными копиями).
Резьба имеет строчное расположение резных камней. Подобно народной вышивке такая упорядоченность резного убора и орнаментальность являются уникальной чертой декоративной системы Дмитриевского собора, что резко отличат его от романской скульптуры, где преобладает объемная резьба обычно размещенная на стенах храма без особой системы (где образы зверей жестоки и чудовищны).
Автор — Юлия Селиверстова
