Ein Vorläufer der heutigen Kathedrale wurde 1250 erbaut und 1333 von Großherzog Ivan Kalita, der später der erste russische Monarch wurde, der in der Kirche begraben wurde, durch eine Steinkirche ersetzt. Im Jahr 1505 wandte sich Großherzog Iwan III., der sich bereits mitten in einem großen Renovierungsprojekt für den Kreml befand, der Kirche zu, wie im Fall des Wiederaufbaus der Mariä-Himmelfahrt-Kathedrale zwei Jahrzehnte zuvor, und wandte sich an Architekten aus Italien, um Hilfe zu erhalten. Ein Italiener, Lamberti Aloisio da Mantagnana (Aloisio der Neue) wurde nach Moskau eingeladen, und Spatenstich für eine neue Kathedrale am 21. Mai 1505. Ivan starb im Herbst desselben Jahres und wurde in dem noch unfertigen Gebäude begraben. Die Arbeiten an der Kathedrale wurden Ende 1508 abgeschlossen, aber erst am 8. November 1509 offiziell geweiht.
Das neue Gebäude enthielt viele Elemente der italienischen Renaissance, und zahlreiche dieser Details (für Moskauer Verhältnisse „exotisch“) verschwanden bei späteren Reparaturen und Restaurierungen. Die Innenwände wurden erst in den 1560er Jahren mit Fresken bemalt. Ein Fresko von Lazar von Serbien wurde 1564 gemalt. Im Inneren der Kathedrale befinden sich außerdem die Darstellungen des Heiligen Sava, Stefan Nemanja (Heiliger Simeon) und des byzantinischen Kaisers Michael VIII. Seine Mutter Elena Glinskaya war eine Tochter von Prinz Vasili Lvovich Glinsky von Litauen und der serbischen Prinzessin Ana Jakšić.
Die Kathedrale wurde beim Kremlbrand von 1737 beschädigt und durch den Bau des Vorgängers des Großen Kremlpalastes weiter bedroht, was zu Bodensenkungen führte und eine leichte Neigung der Ausrichtung der Wände verursachte.
Siege des russischen Militärs wurden in der Kathedrale des Erzengels gefeiert. Alle russischen Zaren und Großfürsten wurden in der Kathedrale bis zur Zeit von Peter dem Großen begraben, zusammen mit vielen Kaiserinnen und Fürsten des Blutes, mit der einzigen Ausnahme von Boris Godunow. Nachdem die königliche Nekropole in die Peter-und-Paul-Kathedrale in St. Petersburg verlegt worden war, wurde hier nur Zar Peter II.
Blick auf die Erzengel-Kathedrale vom Glockenturm von Iwan dem Großen mit der Verkündigungskathedrale im Hintergrund.
Es gibt 54 Bestattungen in der Kathedrale, mit 46 verzierten Grabsteinen aus Weißstein (1636-1637) und glasierten Gehäusen aus Bronze (1903). Bemerkenswert ist das Grab von Zarewitsch Demetrius, dem Sohn von Iwan dem Schrecklichen, der dort im frühen 17.
Während der Russischen Revolution 1917 wurde die Kathedrale während der Kämpfe beschädigt. Danach wurde es vom bolschewistischen Regime geschlossen. In den 1950er Jahren wurde es zusammen mit den anderen erhaltenen Kirchen im Moskauer Kreml als Museum erhalten. Ein großer Teil der Kirchenschätze wurde entweder in das Kreml-Waffenmuseum überführt oder nach Übersee verkauft.
Nach 1992 wurde das Gebäude an die Russisch-Orthodoxe Kirche zurückgegeben und gelegentliche Gottesdienste wieder aufgenommen.
