Строительство каменной крепости началось в 1540 году и к 1550 году было в основном уже закончено. Короткий срок, в который были завершены работы, свидетельствует не только о большой государственной необходимости сооружения крепости и о сосредоточении в монастыре значительных средств, но прежде всего о нещадной эксплуатации крестьянского люда, вынесшего это строительство на своих плечах. В первой половине XVII века сильно поврежденные во время осады стены и башни реконструировали. Стены надстроили на один ярус, некоторые башни сняли совсем или сильно переделали. В XVIII веке по проекту И. Яковлева была сооружена новая Каличья башня вместо древней башни «о двуверхах».
Утичья башня.
При восстановлении крепостного ансамбля Троице-Сергиевой лавры были проделаны большие реставрационные работы. Реставрация была начата в 1938 году с южной части крепостной стены. В процессе работ обнаружены зубцы и амбразуры стен XVI века и поздние перестройки XVII века. В начале 1960-х годов на этом участке были восстановлены Водяные ворота, с 1964 года начата реставрация и Водяной башни.
В 1940 году реставрировалась Луковая башня, находящаяся в южном прясле стены, и Пятницкая башня у юго-восточного угла.
Весьма интересные результаты дало обследование Красной башни, сильно перестроенной в XIX веке. Оказалось, что на половину своей высоты она выложена из белого камня. Из белого же камня были выложены мощные контрфорсы с казематами подошвенного боя. Были установлены границы объема башни XVI и XVII веков. На основе тщательного натурного обследования архитектор В. И. Балдин предложил проект реставрации.
Введенская церковь.
В настоящее время полностью восстановлены Утичья башня - одна из наиболее живописных в крепостном ансамбле, Каличья башня, Плотничья и Пивная. Большие работы проводятся по восстановлению западной крепостной стены. Археологическими раскопками у северной крепостной стены обнаружено основание разобранной в XVII веке Соляной башни.
При реставрации крепостных стен и башен установлено, что все они имели в древности белую окраску и лишь в XIX веке башни были выкрашены в кирпичный цвет. Теперь восстанавливается и древняя окраска крепости.
Как же выглядит крепость сейчас? Общая длина ее стен 1120 метров, высота от 7 до 15 метров. По углам крепости поставлены восьмигранные башни: Пятницкая с юго-востока, Водяная с юга, Плотничья с юго-запада, Утичья с северо-востока. Они сильно выступают вперед за линию стен, что было необходимо для кругового обстрела наступающего врага.
По пряслам стен находятся плоские четырехугольные башни: Красная и Сушильная в восточной стене, Звонковая - в северной, Пивная и Келарская - в западной, Луковая - в южной.
Стены прорезаны двумя рядами бойниц и навесными бойницами - машикулями, через которые можно было не только стрелять, но и лить смолу и воду с известью.
Главные ворота крепости - Успенские - в древности закрывались при помощи решеток-герс, которые поднимало и опускало специальное механическое устройство.
Построенная на холме крепость с трех сторон защищена естественными оврагами, а с восточной стороны - вырытым рвом. Во время Северной войны, в 1710 - 1711 годах по приказу Петра I вокруг Троицкого монастыря были возведены дополнительные укрепления - земляные бастионы, которые впоследствии уничтожили.
Крепость Троице-Сергиева монастыря производила большое впечатление не только как мощное фортификационное сооружение, но и как живописный величественный ансамбль, хорошо вписанный в окружающую местность. Эту ее особенность неоднократно отмечали иностранные путешественники.
Успенский собор (1559 - 1585 годы)
В 1559 - 1585 годах на центральной площади монастыря был воздвигнут грандиозный Успенский собор, отличающийся простотой и строгостью форм. По характеру он близок Успенскому собору Московского Кремля XV века.
Успенский собор.
В отличие от более ранних сооружений Троицкого монастыря Успенский собор пятиглавый, пятиапсидный. Внутри в нем шесть опорных столбов. Снаружи северный и южный фасады имеют шесть сильно выступающих пилонов и выложенный из кирпича аркатурный пояс.
В XVIII и XIX веках Успенский собор, как и другие памятники лавры, был подвергнут значительным перестройкам. Позакомарное покрытие заменили четырехскатной кровлей, для чего надстроили барабан центрального купола. К западной стене еще в XVI веке была пристроена паперть, позднее разобранная, а в XIX веке у всех трех порталов собора сделали крыльца, сохранившиеся до наших дней. Под собором была устроена Всехсвятская церковь-крипта, что значительно ослабило фундамент сооружения.