Архангельский собор был построен в 1505–1509 годах итальянским аpхитектоpом Алевизом Новым. Раньше на этом месте находился более древний одноимённый собор, построенный в 1333 году. Однако старый храм был довольно небольшим и тесным, поэтому в начале XVI века его разобрали.
Внешние стены Архангельского собора разделены на два яруса горизонтальным поясом. Собор имеет пять глав, центральная позолочена, а остальные покрыты серебряной краской. С восточной стороны к собору прилегают две одноглавые церкви, построенные в конце XVI – начале XVII века. На севере и западе собор украшают резные белокаменные порталы.
С южной, западной и северной сторон ранее располагались крытые галереи. В XVIII веке все они, за исключением галереи с южной стороны, были сломаны. В конце XVIII века с северной стороны архитектором М.Ф.Казаковым был пристроен готический портал (разобран в 1920 году).
В 1812 году вошедшие в Москву французы устроили в соборе винный склад, а алтарь использовали в качестве кухни. После ухода наполеоновских войск собор был восстановлен в прежнем виде.
Ещё первый Архангельский собор использовался в качестве усыпальницы великих московских князей. В самой древней из них покоится прах Ивана Калиты. Также в Архангельском соборе были похоронены Иван III, Иван Грозный и его сыновья. Всего в соборе несколько десятков усыпальниц.
Ныне существующий иконостас собора был изготовлен в 1681г. артелью мастеров во главе с И. Недумовым. Он был отреставрирован в числе прочего после нашествия войск Наполеона. Большая часть икон написана в 1680-1681 гг. Д. Золотаревым, Ф. Зубовым и М. Милютиным.
Главной святыней собора является храмовая икона «Михаил Архангел с житием». Среди других святынь можно отметить мощи святого князя Димитрия Донского, мощи святого князя Михаила Всеволодовича Черниговского, мощи святого царевича Димитрия.