Завершает ансамбль Архиерейского дома в Вологде теплый Воскресенский собор, расположенный возле современного входа на территорию музея. По повелению архиепископа Иосифа Золотого здание было сооружено в 1772-1776 годах, на углу ограды, взамен разобранной юго-восточной башни. Деревянная модель его (хранящаяся в Вологодском музее) отличается от возведенной постройки гораздо более тонкой и изящной трактовкой форм. По-видимому, она была выполнена кем-либо из столичных архитекторов. Само же строительство осуществлялось под руководством Златицкого, заурядного местного мастера, который, согласно модели, возвел здание в формах барокко. Тяжеловесная, вычурная архитектура собора говорит об огрублении этого стиля, остававшегося еще модным в Вологде, провинциальным зодчим.
Но по композиции собор довольно оригинален. Двухэтажное здание сложной, овальной формы имеет по сторонам четыре полукруглых придела и сильно вытянутый на восток алтарь. Венчающий его большой центральный купол, прорезанный люкарнами и завершенный фонарем с глазой, окружен четырьмя башенками-глазками приделов. Сочная пластика объемов усилена на фасадах тосканскими колоннами и пилястрами с раскрепозанным карнизом и вычурными фигурными наличниками окон.
Парадный вход в собор (с Кремлевской площади) имеет ампирные формы — портик с четырьмя колоннами тосканского ордера и фронтоном. Он сооружен в 1824 году по случаю приезда в Вологду императора Александра I. Интерьер собора сильно перестроен в XIX веке. Ныне здесь помещается областная картинная галерея.