К строительству были привлечены преимущественно русские мастера, Всеволод «не искал мастеров от немец». Но над отделкой собора трудились греческие резчики. Поэтому в его убранстве угадываются элементы, характерные для западных средневековых базилик.
В 1237 году Дмитриевский собор был разгромлен монголо-татарами, затем трижды горел. В XVI - XVII веках он пережил несколько реставраций.
Дмитриевский собор построен из известняка. Его стены украшают 566 резных камней, на которых можно рассмотреть диковинные растения, животных, людей, птиц.
Уникальным элементом внутреннего убранства собора являются фрагменты фрески «Страшный суд». Они были обнаружены в 1918 году комиссией под руководством И. Э. Грабаря.
Внутри собора работает музей. Там поддерживается идеальная температура и влажность для сохранения белого камня. В настоящее время Дмитриевский собор включен в список Всемирного наследия ЮНЕСКО.
