Храм закрыли и разграбили в 1929 году. В церковном здании расположился кинотеатр, во Владимирском приделе был устроен буфет, а рядом с алтарём — общественный туалет. Колокольню и памятник княжеской семье разрушили. Собор передали верующим в 1992 году. Два года спустя была сооружена деревянная колокольня и установлены десять новых колоколов.
В августе 2002 года был освящен восстановленный памятник-надгробие княжеской семье. Сегодня стены и своды храма покрывают новые и отреставрированные росписи, для списка иконы Николы Зарайского изготовлена резная сень. Почитаемый образ стоит, как и прежде, у алтаря собора.