К концу XIII века сюда из древней Рязани (ныне городище у села Старая Рязань), разрушенной во время монголо-татарского нашествия, переместился центр Рязанского княжества. С 1389 года на территории Рязанского кремля разместилась резиденция епископов. Кремль, распространившийся в XIII – XV веках к югу и западу и занявший при князе Василии Ивановиче (1456 – 1483) нынешнюю территорию, был защищен с трех сторон реками Лыбедь, Трубеж и Дунайчик.
В 1950-х годах при раскопках в кремле были найдены зеленые и полихромовые изразцы, а также срубы и частокол XV века. В летописи под 1512 годом упоминается дубовый острог, защищавший центральную часть Переяславля Рязанского. В то время на территории кремля выделялся обширный северо-западный участок, где до 1521 года располагался княжеский двор с деревянными постройками. Здесь в 1522 году епархиальный архиерей Иона выстроил себе Архиерейский дом. С этого времени до прихода советской власти Рязанский кремль был церковной территорией. При этом в XVI – XVII веках он входил в систему укреплений против набегов крымских татар на Москву.
В конце XVI века крепостные стены и башни Переяславля Рязанского пришли в запустение, но в 1624 – 1631 и в 1650-х годах, их отстраивают заново. В то время в состав кремлевских укреплений входили как деревянные сооружения, так и каменные. Высота башен достигала 18 метров. Последний раз крепостные сооружения Переяславля Рязанского использовались против набега крымских татар в 1673 году.
Рядом с княжеским двором, в кремле располагались монастыри. У западного вала находился Спасский монастырь, упоминаемый в документах с 1467 года, в северном углу кремлевского комплекса – Духовской (основан в XV веке, в документах упоминается с 1505 года). Эти обители были самыми древними в городе.
В центральной части кремлевского холма XVI веке был основаны Казанский Явленский монастырь, окруженный оградой из бревен с передними и задними воротами, каменный Казанский храм с Никольским приделом, кельи, погреб и амбар. В 1786 году Казанский Явленский монастырь был перенесен за пределы кремля, а на его мести разбили сад при Архиерейском доме.
Широкое каменное строительство на кремлевской территории началось в XVII веке. В 1642 году в Духовском монастыре появилась двухшатровая Духосошественная церковь. В 1647 году, когда Переяславль Рязанский пострадал от пожара, на древнем основании возвели церковь Богоявления в Спасском монастыре (одноименный деревянный храм на этом месте упоминался уже в 1626 году). В середине века в кремле сооружали каменные палаты для архиепископа Мисаила. Во второй половине XVII века вокруг Архиерейского дома выстроили несколько административных и хозяйственных корпусов – консисторский, певческий, хозяйственный и конюшенный корпуса, а также длинное здание амбаров. Это единственный в России уцелевший комплекс древнерусских зданий подобного назначения.
Архиерейский собор был обнесен высокой каменной оградой, которую позднее разобрали. К концу ХХ века реставраторы воссоздали ее фрагмент, примыкающий к консисторскому корпусу, у южной апсиды Успенского собора.
Успенский собор. Грандиозный пятиглавый Успенский собор является основой в разросшемся кремле. Это лучший архитектурный памятник в Рязанской области и один из самых крупных городских соборов времен Петра I. Богатый и оригинальный фасадный декор в нарышкинском стиле, завершающем развитие древнерусского зодчества, выполнен в белом камне. Огромные размеры, сложные технические задачи, виртуозное исполнение многих деталей и исключительная градостроительная роль делают Успенский собор первостепенным памятником Рязани.
Огромный объем трехсветного храма вместе с тремя более низкими апсидами возведен на высоком подклете. В прошлом, при незаложенных арках подклета и фигурных парапетах над ними, собор будто парил в воздухе. Нынешняя белизна стен в храме, которая отличается от первоначальной тем, что на сводах и отчасти на столбах сохраняется академическая роспись конца XIX века, подчеркивает великолепие и масштаб первоначального иконостаса.