В последние годы в ходе реставрационных работ восстановлено позакомарное завершение в виде трех ярусов кокошников. В то же время обнаружены и законсервированы фрагменты фресок начала XV столетия, созданные художниками круга Андрея Рублева. Расчищены скрытые позднейшими записями фрески середины XVII века, которые выполнила группа живописцев под руководством Степана Рязанца.
По-видимому, именно в монастырском соборе и находились иконы «Звенигородского чина» кисти Андрея Рублева, обнаруженные возле собора «на Городке».
Рождественский собор значительно изменил первоначальный облик: в середине XVII века к нему пристроены Саввинский придел, две паперти и западное крыльцо. В это же время сложился архитектурный комплекс, в который входят трапезная, Преображенская церковь и звонница. Они возвышаются над высоким подклетом, где размещалась поварня с ледником и колодцем. Служившая для торжественных царских приемов и праздничных церемоний трапезная по своим размерам не уступала Грановитой палате в Московском Кремле, но имела не один, а два столпа, поддерживающие своды.
К южной стене трапезной примыкает трехъярусная звонница с живописным трехшатровым завершением и красным крыльцом. Асимметрию в композицию сооружения вносит башня с часами голландской работы. На звоннице находился колокол, отлитый здесь же в 1667 году литейщиком Александром Григор (по-видимому, Григорьевым), как сообщала надпись на нем. Изображение колокола украшало старинный герб города. С восточной стороны к трапезной примыкает небольшая Преображенская церковь, воздвигнутая в 80-е годы того же столетия на средства царевны Софьи.
Значительный интерес представляют гражданские постройки монастыря, также относящиеся к XVII веку. Это дворец царя Алексея Михайловича - крупное сооружение, протянувшееся с западной стороны от собора почти на 100 метров. Первый этаж со сводчатыми покрытиями имеет богато декорированные фасады с наличниками окон и порталами входов, в которых заметны барочные мотивы. Строительство его относится к 1652 - 1654 гг. Второй же этаж, лишенный украшений, возведен позднее, во время правления Софьи.
С противоположной стороны от собора возвышаются значительно более нарядные и живописные Царицы ны палат ы, предназначавшиеся для первой жены Алексея Михайловича - М. И. Милославской. Они привлекают внимание великолепно выполненными наличниками окон и особенно парадным крыльцом. Кувшинообразные колонки поддерживают его шатровое завершение. Белокаменный декор рельефно выделяется на фоне красного кирпича кладки. Со стороны крепостной стены палаты возвышаются на высоком подклете, образуя как бы второй этаж.
У западного прясла стен сохранился Братский корпус, воздвигнутый в середине XVII века. В это же время строились и крепостные сооружения. Руководил этими работами, в которых принимали участие более тысячи мастеров, зодчий И. Шарутин. Протяженность монастырских стен - 750 м, а толщина - 3 м. Они имеют три яруса боя, с внутренней стороны - боевую платформу, на которой находились защитники крепости во время осады. Из семи башен сохранилось шесть. Все они граненые, что позволяло лучше противостоять артиллерии противника. Лишь одна - самая красивая, получившая поэтому название Красной. - квадратная в плане. В ней пробиты два асимметричных парадных входа, которые защищали мощные ворота. В ходе реставрационных работ на этой башне восстановлен шатер из теса, увенчанный «смотрильней» (смотровой площадкой), с луковичной главкой.
В белокаменном Рождественском соборе, в Троицкой церкви, в Царицыных палатах и других помещениях развернуты экспонаты Звенигородского историко-краеведческого музея. Он знакомит с разнообразными материалами археологических раскопок «на Городке», которые проводились под руководством академика Б. А. Рыбакова. Среди находок - бронзовые ножи, замки, остатки стеклянных браслетов XII века, обгорелые части бревенчатой стены XV - XVI вв., обнаруженной археологами на территории монастыря. Копии разнообразных документов, предметы крестьянского и помещичьего быта, рисунки, гравюры, картины, образцы оружия, продукция крестьянских промыслов и другие экспонаты рассказывают об истории Звенигородского княжества, основании монастыря и его феодальных владениях, о разорении Звенигорода во время польско-шляхетской интервенции начала XVII столетия, экономическом развитии края, выступлениях крепостных крестьян против помещиков и крепостного права.