Последствия революции 1917 года и начало братоубийственной войны, для Успенского собора и его прихожан, как и для всех остальных храмов в России, оказались печальными. В 1933 со всех глав были сняты кресты, а в помещении Успенского собора разместили музей Дмитровского края и его фонды. В августе 1941 разобраны купол и шпиль колокольни. В здании соборной часовни, с которой так же сняли крест, разместился пункт кинопроката, в последствии к нему примкнуло бюро похоронного обслуживания.
Первые ремонтно-восстановительные работы во время советской власти были проведены в 1961-1965 годах. Была проведена консервация древних частей и элементов собора, а так же косметическое восстановление помещений. В целях экономии средств на восстановление, были снесены четыре главы, находившихся на углах приделов. Однако снос был объяснён тем, что главы усложняли геометрию здания, выходя за грани воображаемой пирамиды, в которую оно вписывается.
