С приходом к власти большевиков монастырь был упразднён и собор закрыт. В 1930-х годах его пытались взорвать, но собор оказался очень прочным и выстоял. Тогда с него сбили купола и разместили филиал государственного архива. В конце 1980-х была произведена реконструкция здания. Вновь были установлены купола и укреплено основание собора.
8 сентября 2006 года собор был возвращён верующим, а 24 января 2007 года престол нижнего храма освятил архиепископ Тульский и Белевский Алексий и туда были перенесены мощи святого Иоанна Тульского. 10 мая 2012 года в Свято-Успенском кафедральном соборе был торжественно освящен второй этаж. Оно ознаменовало собой завершение реставрационных работ храма.