Самой значительной постройкой был Троицкий собор с Никольским приделом. Церковь была “рублена клецки, о пяти главах, главы крыты чешуею”. Монастырь оставался деревянным до последней четверти XVII века. После этого в нем началось интенсивное каменное строительство. В результате до нас дошел изумительный по своей красоте архитектурный ансамбль, в панораме которого доминирует Троицко-Никольский собор (1686 — 1689). Храм выстроен на средства купца Семена Ершова. В 1686 году он обратился с челобитной к московскому патриарху Иоакиму и добился права на застройку самого “красного” места в городе. Но в ответной грамоте патриарх потребовал, чтобы храм имел вполне определенный вид: “…верхней бы церкви алтарь был над нижнею, чтоб нижней церкви алтарь был выпущен под алтарем верхним, а верх на тех церквах сделать по чину прочих каменных церквей не шатровый, а алтари круглые тройные и в алтарных стенах царские двери были бы посреди, а по правую их сторону южные, а по левую северные”.
Такое строгое требование придерживаться в завершении храма не шатра, а “освященного пятиглавия” было следствием недавних церковных реформ Никона. В 1689 году собор был уже завершен по указанному правилу. Он двухэтажный: на первом этаже располагалась теплая Никольская церковь, а на втором — Троицкая, летняя. Прямоугольное в плане здание собора бесстолпное, завершается пятиглавием. Летний храм двухсветный, перекрыт сомкнутым сводом, все остальные помещения — Коробовыми сводами. Окна обрамлены красивыми наличниками с килевидным и зубчатым завершением. Стены четверика заканчиваются полуциркульными декоративными кокошниками, опирающимися на ленточный карниз, состоящий из поребрика и полуваликов. Барабаны глав глухие, декорированы колонками, перехваченными бусинами. С южной стороны собора находится интересное крыльцо с ширинками на столбах и ползучей аркой, ведущей на паперть, откуда был вход в летний храм. Церковь поставлена почти посредине монастырской территории и хорошо просматривается со всех сторон.