В архитектурном решении Успенского храма специалисты (Н.В. Валукинский, Г.К. Лукомский, Ю.И. Успенский) отмечают черты русского средневекового зодчества: высокий квадратный неф, увенчанный пятью главами. Это древнейшая часть церкви, поскольку трапезной и колокольни во времена строительства каменного храма не было.
Успенская церковь является не только интересным памятником архитектуры, но и имеет отношение к важной части российской истории – строительству первого военного флота в нашем отечестве, и Успенская церковь - единственный сохранившийся памятник, связанный с этим периодом в Воронеже. Петр I впервые приехал в Воронеж в феврале 1696 года, и место на берегу реки, где стояла поблизости церковь, ему показалось наиболее удобным для строительства кораблей. За короткое время рядом с Успенским монастырем выстроили Немецкую слободу, адмиралтейство, состоявшее из крепости, каменного цейхгауза, «парусного двора», а также апартаменты царя, дома его сподвижников. По обе стороны монастыря была устроена корабельная верфь. 2 апреля 1696 года после освящения и богослужения в Успенской церкви на воду был спущен первый корабль - галера «Принципиум». Кстати, в храме был впервые освящен Андреевский флаг - сегодня символ Российского флота. Таким образом, Успенская церковь превратилась в Адмиралтейскую и стала местом торжественных церемоний при спуске на воду кораблей. Богослужения в ней совершал первый епископ воронежский Митрофаний, а присутствовал на них сам царь Петр.
Кораблестроительные работы закончились, Успенская церковь стала обычной приходской. Вскоре, после сильного половодья в 1748 года ее приход очень обеднел, поскольку зажиточные горожане предпочли поселиться подальше от реки. А вот в начале XIX века благосостояние церкви несколько улучшилось. В 1803 году была построена трехъярусная колокольня, которая соединилась с храмовой частью, появилась трапезная с двумя придельными алтарями - в честь Богоявления Господня и во имя преподобных Антония и Феодосия Печерских. В 1880-х годах был произведен ремонт.
В ХХ веке Успенская церковь оставалась действующей до 1940 года, когда ее закрыли. Во время Отечественной войны здание сильно пострадало: сгорела кровля трапезной и нескольких куполов, в арке и на боковых стенах нефа от близких взрывов образовались трещины. Часть стены покосилась из-за распора свода. В 1946 году церковь отдали под областной архив, был проведен ремонт крыши, оштукатурили стены изнутри, при этом уничтожив церковную роспись, позднее разобрали кирпичную подпорную стенку, которая предохраняла храм от половодья. В 1969 году здание Адмиралтейской церкви было передано Краеведческому музею, в ней планировалось организовать экспозицию по истории военно-морского флота. По проекту московского архитектора Б.Л. Альтшуллера готовилась реставрация церкви, но в апреле 1972 года пошло затопление чаши Воронежского водохранилища, на самом берегу которого и стоит церковь. К сожалению, при этом никакие защитные меры для предотвращения подтопления церкви не были предприняты. Здание оказалось в самом плачевном положении. Для спасения церкви было задействовано практически все население города: собирались средства для осуществления подъема церкви на 2-3 метра с подведением под нее гидроизоляции. Но стоимость работ была такова, что собранных обычными воронежцами денег и выделяемых Министерством культуры и областной администрацией средств не хватало. Только надвигавшийся 300-летний юбилей Российского флота смог изменить положение дел, потому что из Москвы были выделены крупные средства для спасения церкви. Сделана гидроизоляция, высоко поднят уровень пола, началось восстановление иконостаса.
В сентябре 1996 года в Воронеже проходили торжества в честь трехвекового юбилея Российского военно-морского флота. К этим празднествам был приурочен крестный ход во главе с митрополитом Мефодием (Немцовым), который проследовал от Никольской к Успенской церкви, перенося из действующего храма негасимый светоч. Стоявший в то время во главе Воронежской области А.Я. Ковалев передал митрополиту символический ключ от Успенской церкви, возвращая ее епархии.
Успенская церковь и сегодня остается символом флота, историческим памятником, официально она называется Успенской Адмиралтейской.
