Головною святинею храму і його окрасою була ікона Успіння Богородиці, що її, за переказом, привезли константинопольські будівничі як дар Богородиці.

Ікона Успіння була написана прадавнім грецьким письмом на кипарисовій дошці шириною 40 см і висотою 29 см. Богоматір зображена почиваючою на одрі, перед яким стоїть Євангеліє. Євангеліє покривало отвір усередині дошки, де знаходилися частки мощей семи святих мучеників. Ікона була вставлена у велике позолочене срібне коло, яке щодня по закінченні утрені і літургії опускалося на шовкових шнурах для цілування ікони прочанами.

Протягом багатьох століть з неї робили списки (копії). На замовлення і на кошти благодійників ікону прикрашали золотими та срібними шатами з коштовним камінням, що виділяло цей образ з ряду інших зображень і підкреслювало її особливість. Перед нею завжди горіла незгасима лампада.

В роки фашистської окупації чудотворна ікона Успіння Богородиці, що знаходилася в Успенському соборі до його варварського знищення в 1941 р., була втрачена.