В центральной части кремлевского холма XVI веке был основаны Казанский Явленский монастырь, окруженный оградой из бревен с передними и задними воротами, каменный Казанский храм с Никольским приделом, кельи, погреб и амбар. В 1786 году Казанский Явленский монастырь был перенесен за пределы кремля, а на его мести разбили сад при Архиерейском доме.
Широкое каменное строительство на кремлевской территории началось в XVII веке. В 1642 году в Духовском монастыре появилась двухшатровая Духосошественная церковь. В 1647 году, когда Переяславль Рязанский пострадал от пожара, на древнем основании возвели церковь Богоявления в Спасском монастыре (одноименный деревянный храм на этом месте упоминался уже в 1626 году). В середине века в кремле сооружали каменные палаты для архиепископа Мисаила. Во второй половине XVII века вокруг Архиерейского дома выстроили несколько административных и хозяйственных корпусов – консисторский, певческий, хозяйственный и конюшенный корпуса, а также длинное здание амбаров. Это единственный в России уцелевший комплекс древнерусских зданий подобного назначения.
Архиерейский собор был обнесен высокой каменной оградой, которую позднее разобрали. К концу ХХ века реставраторы воссоздали ее фрагмент, примыкающий к консисторскому корпусу, у южной апсиды Успенского собора.
Успенский собор. Грандиозный пятиглавый Успенский собор является основой в разросшемся кремле. Это лучший архитектурный памятник в Рязанской области и один из самых крупных городских соборов времен Петра I. Богатый и оригинальный фасадный декор в нарышкинском стиле, завершающем развитие древнерусского зодчества, выполнен в белом камне. Огромные размеры, сложные технические задачи, виртуозное исполнение многих деталей и исключительная градостроительная роль делают Успенский собор первостепенным памятником Рязани.
Огромный объем трехсветного храма вместе с тремя более низкими апсидами возведен на высоком подклете. В прошлом, при незаложенных арках подклета и фигурных парапетах над ними, собор будто парил в воздухе. Нынешняя белизна стен в храме, которая отличается от первоначальной тем, что на сводах и отчасти на столбах сохраняется академическая роспись конца XIX века, подчеркивает великолепие и масштаб первоначального иконостаса.
Иконостас состоит из семи ярусов, из которых четыре – основные, высокие. Завершается иконостас плоскостным распятием с двумя фигурами по сторонам на уровне шести икон, размещенных с интервалами. Под семиконечным крестом распятия находится золотистое кольцо с лучами во все стороны, которое символизирует Ветхозаветную Троицу. Внутри словесно перечислены Бог Отец, Бог Сын и Бог Святой Дух. Большинство икон второго, третьего и четвертого основных ярусов вытянуты вверх и одинаково узки, оттеняя парадность широких икон средней вертикали и местного чина.
Во фризе антаблемента, украшенного резными пальметтами, над иконами местного чина барочная резьба расступается, освобождая место для их названий: Благовещение Пресвятыя Богородицы, Вознесение Господа Иисуса Христа, Рождество Христово, «Призри во смирение, Господь Вседержитель, Успение Пресвятыя Богородицы. Над Воскресением и Преображением надписи во фризе утрачены.
Горельефная резьба иконостаса, с широким включением барочных форм представляет собой одно из лучших произведений этого вида искусства. Многие крупные фрагменты иконостаса вырезаны из одного куска дерева. В резьбу иконостаса включены выпукло-вогнутые арки над проходами в жертвенник и дьяконник. Вогнутая поверхность арочных проходов в дьяконник и среднюю апсиду расписана в середине XIX века под кессоны с лепными розетками на темно-синем фоне. Кессоны окружены нежно-зелеными рамками с оранжевой окантовкой.
Вогнутая поверхность арок в основном объеме храма украшена декоративной росписью, представляющей собой острые изломы пурпурно-красных и золотисто-желтых прямолинейных элементов на синем фоне. Аналогичными сложными переплетениями окружены и погрудные изображения святых в круглых медальонах на юго-восточном столбе в основном помещении храма. Медальоны расположены в трех уровнях по странам света и числом соответствуют главной группе апостолов.
Соборная колокольня. Неподалеку от Успенского собора возведена величественная соборная колокольня. Для работы над проектом ее сооружения приглашались различные архитекторы. В собранных средствах для постройки колокольни значительную часть составили вклады Николо-Радовицкого монастыря, а также купцов Г.В. Рюмина и П.А. Мальшина. Строительство колокольни закончилось в 1840 году под руководством академика архитектуры Н.И. Воронихина. Он сумел сделать сооружение очень высоким (83,2 м), избежав рискованной нагрузки благодаря облегчающим стальным конструкциям и дополнительным пазухам во втором ярусе. 25-метровый шпиль, а также весь четвертый ярус были изготовлены из металла, что позволило на 30 метров увеличить высоту колокольни по сравнению с проектом. Средства на возведение четвертого яруса и на часы предоставил Н.Г. Рюмин. Колокольня вместила в себя древние колокола, отлитые в 1676 году Федором Маториным и в 1679 году Филиппом Андреевым.
Колокольня возвышается над остальными кремлевскими сооружениями, контрастно выступая на фоне массивного Успенского собора. Поставленная по его оси и по оси Глебовского моста и в продолжение Соборной улицы, она замыкает с севера западный фронт кремля, со стенами Спасского монастыря за земляным валом. Монастырская территория соединила главную группу кремлевских зданий с обширными садами в южной части кремля. Благодаря колокольне древний ансамбль кремля был дополнен новым, сильным архитектурным акцентом в формах классицизма.
Спасский монастырь. Спасский монастырь занимает южную часть кремлевской территории. Его ограду сооружали с середины XVII века. Глухая стена, беленная по кирпичной кладке, соединяет на углах круглые башни. Лучше всего стена ограды сохранилась на северном и западном участках, включающих в себя ворота в монастырь. С востока роль ограды выполняли корпуса архиерейского и конюшенного дворов, поставленные по границе монастыря. Из башен уцелели северо-западная и юго-западная.
Стены всех сооружений кирпичные, с побелкой по кладке, в которую в некоторых местах включен белый камень. Северная стена монастыря проходит вдоль подклета Успенского собора. С восточной стороны стену ограды заменяют консисторский и хозяйственный корпуса Архиерейского двора. С южной стороны к монастырю подступают сады и огороды, занявшие юго-восточную половину кремлевской территории после ликвидации Казанского монастыря, двух церквей к югу от него и Воеводского двора.
В Спасском монастыре находятся, поставленные по одной плавной дуге с Успенскими и Рождественскими соборами, два храма. Главным храмом монастыря является Преображенский собор. В монастыре он занимает центральное место.
Пятиглавый Богоявленский храм с шатровой колокольней почти прижат к северной стене монастыря, оттеняя своим изяществом мощь соседнего Успенского собора. Современный вид церкви Богоявления в основном определился к 1647 году, когда она заменила сгоревший одноименный храм. Но некоторые элементы указывают на более раннее происхождение каменного здания, например, белокаменный подклет и нависание верхней половины четверика на нижней. Небольшое здание с живописной компоновкой несложных, но выразительных архитектурных форм несет выразительные тенденции русского, в первую очередь московского, зодчества середины XVII века. Несмотря на некоторые переделки, памятник в кремлевском ансамбле воспринимается цельным, оттеняющим изяществом своих форм монументальность соседних построек.
В храме сохранились некоторые росписи второй половины XIX века. На западной стене трапезной, поверх закладки косого хода в палату под колокольней, роспись изображает Василия Рязанского. Святой с архиерейским посохом идет по берегу реки, придерживая белой епитрахилью с распятием на Голгофе икону Богородицы. На противоположном, обрывистом берегу, за острожной стеной находится деревянная шатровая церковь с такой же колокольней. По пропорциям церковь близка южнорусским храмам.
С XV века домовой церковью рязанских князей и местом захоронения рязанских архиереев, был собор Михаила Архангела. Собор Михаила Архангела является древнейшим на Рязанщине храмом, хорошо сохранившим интерьерную структуру своего времени. В 1471 году здесь был похоронен епископ Феодосий, в 1481 году – епископ Симеон. После пожаров 1638 и 1647 годов храм капитально ремонтировали и частично перестроили, изменив верхнюю часть здания. В работах 1647 года участвовал каменных дел мастер Василий Харитонов, за пять лет до того строивший Духовскую церковь в Рязанском кремле.
В 1864 – 1865 годах по проекту губернского архитектора С.А. Щеткина в собор был сделан парадный вход, представляющий собой пышный портал, ряд деталей в котором навеян замечательной отделкой интерьеров XVII века в Архиерейском доме, например киот с причудливым килевидным верхом. По совершенству пропорций и изысканной прорисовке немногочисленных деталей интерьер этого храма не имеет равных в Рязанской области.
С западной стороны в кладку юго-западного столба вмурована красивая вкладная доска из белого камня. Желтоватые буквы, сильно выступающие над светло-бирюзовым фоном отлично сохранились. Текст, обрамленный барочной резьбой, говорит о смерти митрополита Иллариона в 1673 году. Изнутри храма к его западной стене пристроены полукруглые кафельные печи. Под позднейшими метлахскими плитками обнаружены полы из белокаменных плит и треугольных керамических пластинок с коричневой поливой, собранных в звездчатый узор. В куполе написан Бог-творец, окруженный херувимами. В широких простенках расположены рисованные коробовые арки с фигурами ангелов.
В 1970– е годы при реставрации по проекту И.В. Ильенко многие наслоения XIX века, нанесенные на ценный памятник XV столетия, были устранены. Стены здания побелены по кладке. Внешний вид храма практически восстановлен, однако сохранены кокошники XVII века и связанное с ними четырехскатное покрытие.