По окончании строительства в 1489 году, собор был освящён в честь праздника Благовещения (7 апреля) установленного в память Благой вести о рождении Иисуса Христа, принесённой архангелом Гавриилом Деве Марии.

В 1508 году по повелению великого князя Василия Ивановича был вызолочен «верх церковный», иконы иконостаса «обложены серебром и златом и бисером», а сын знаменитого художника Дионисия – Феодосий подписал церковь «златом». В 1520 году были украшены росписью паперти собора.

Первоначально Благовещенский собор имел три главы и с четырёх сторон был окружён галереями-папертями. В 1560-е годы по заказу царя Ивана IV Грозного на углах галерей соорудили 4 небольшие придельные церкви, а над западной частью собора возвели две глухие главки. Купола и кровлю покрыли медными позолоченными листами. Именно в это время в основном сложился живописный облик девятиглавого собора, который мы видим сегодня.

Этот этап строительства и посвящение приделов исследователи связывают с крупнейшими событиями середины XVI века: Венчанием Ивана Грозного на царство, завоевание Казани, одной из побед Ливонской войны – взятием Полоцка. Очевидно, перестраивая и украшая свою домовую церковь, Иван Грозный стремился усилить её роль в кремлёвском ансамбле, сделать храм достойным самодержавного правителя огромного государства.

Благовещенский собор был домовой церковью русских великих князей и царей на протяжении столетий, в документах XVI–XVII веков его называли «храмом на государевом дворе», «на сенях», «на переходах», т.к. здание храма входило в комплекс великокняжеского, а затем царского дворца, состоявшего из отдельных палат. В соборе издревле хранились священные реликвии: мощи, особо почитаемые иконы, старинные книги, драгоценные сосуды. Настоятель Благовещенского собора традиционно являлся духовником царя. В соборе совершали церемонии семейного характера: крестили царских детей, сочетали браком, отмечали дни именин.

После революции 1917 года собор был закрыт. В 1918 году в Кремле организовали музеи, и вся дальнейшая деятельность была направлена на изучение, реставрацию и сохранение собора и хранящихся в нём произведений искусства.

В 1989 году Благовещенский собор отметил свой 500-летний юбилей. На южной галерее была открыта выставка икон и предметов церковного обихода связанных с историей собора.

С 1993 года в соборе возобновлены богослужения на престольный праздник Благовещения, которые совершает патриарх Московский и всея Руси.