В начале XVII века Успенский собор разделил трагическую участь Дмитрова связанную с множественными бесчинствами, учинёнными в нём польскими войсками и их союзниками.
Однако ещё более губительным для Дмитрова, оказалась свирепствующая в 1654-1656 годах моровая язва, которая буквально "выкашивала" городских жителей. Последствия эпидемии оказались чудовищными. Никем не охраняемый Успенский собор, как и другие пустующие после мора храмы, подвергается разграблению и опустошению. После отступления эпидемии, Успенский собор, являвшийся древним царским богомольем, по указу великого государя царя Алексея Михайловича был отремонтирован на средства казны.
Крупный ремонт Успенского собора был осуществлён в 1690 году. Была полностью перебрана и починена кровля, возведены новые главы и кресты. В довесок к восстановленному зданию собора своим указом, царь Иоанн Алексеевич велит отлить для собора колокол весом в 42 пуда. Так же во время реставрации конца XVII века был переделан иконостас, который из четырехъярусного превратился в пятиярусный и был продолжен на северную и южную стены.
