В 1652 году с западной стороны Казанской надвратной церкви построена колокольня, завершившая архитектурную композицию ансамбля Троицкого монастыря. Колокольня и надвратная церковь расположены симметрично по отношению к Троицкой церкви. С южной стороны Троицкая церковь воспринимается в богатом обрамлении сложного скульптурного силуэта двух шатров. Во второй половине XVII века, когда велось строительство колокольни Троицкого монастыря, в архитектуре отмечается богатство и разнообразие применяемых деталей и форм. К этому времени постепенно вырабатывается основной тип шатровой колокольни: на четверике восьмерик со звоном и восьмигранный шатер со слухами. Подобных колоколен до нашего времени дошло не так уж много. Большинство их отличается богатством архитектурных деталей, живописным силуэтом, хорошими акустическими данными. Наиболее живописны колокольни церквей Николы в Пыжах, Троицы в Никитниках, в Москве, и некоторые другие. Колокольня Троицкого монастыря в Муроме по своей архитектуре близка к упомянутым колокольням, и в то же время по богатству и многообразию деталей она превосходит все известные сооружения этого времени. Для того чтобы улучшить пропорции и сделать колокольню вертикальной доминантой не только монастыря, но, может быть, и всего города, строитель колокольни вытянул ее вверх, поставив друг на друга три четверика, отделенных поясами карнизов. Первый четверик очень скромен и как бы является продолжением стены, выстроенной одновременно с надвратной церковью, и только две угловые пилястры с глубокими вертикальными нишами выделяют границы колокольни. Во втором ярусе художник дал простор своей фантазии и показал уменье скомпоновать на небольшой плоскости самые разнообразные детали. Карниз между 1-м и 2-м ярусами перерезан оконцем со скульптурным глубоким наличником, завершенным фронтоном. На углах сделаны спаренные трехчетвертные колонки, опирающиеся на белокаменные консоли и широкий раскрепованный по углам пояс карниза со сложным профилем и тесаными деталями в виде небольших консолек. По оси яруса расположено окно со сложным обрамлением в виде балясин, карнизов и разорванным фронтоном, врезавшимся в карниз между ярусами.
Неповторимым богатством форм отличается 3-й ярус, в котором не чувствуется стены, все его стороны представляют собой резьбу по камню. На углах вместо полуколонок, резные балясины с розетками посередине карниз раскрепован на углах, в широком фризе, углубленные ниши с керамическими шлемовидными вставками, подобными вставкам Троицкой церкви. В середине ниши окно со сложным рисунком, представляющим висячие арочки, обрамленное резным наличником в виде балясин и розеток. Оно завершается полуциркульным слегка вспарушенным фронтоном из тесаного камня, в центре которого в глубокой нише классическая полурозетка. Между угловыми балясинами и обрамлением окон расположены глубокие вытянутые по вертикали ниши, в которых сохранились остатки росписей. Завершение колокольни Троицкой церкви в Муроме по деталям также близко к завершению колокольни церкви Троицы в Никитниках. Восьмерик в виде восьми арочных проемов перекрыт полуциркульными арками, вспарушенными в местах примыкания к шатру. Наружные стороны столбов арок украшены балясинами прямоугольного сечения, на углах столбов для погашения распора шатра поставлены полуколонны, переходящие в основание восьмерика. Углы восьмигранного шатра подчеркнуты тройными черепичными гуртами, имеющими большое декоративное значение. При черепичной кровле гурты имели и практическое значение для заделки углов сопряжения граней. Шатер завершается изящной луковичной главкой, покоящейся на восьмигранной шейке. Переход от шатра к шейке сделан в виде небольших кокошничков. В шатре устроен один ряд слухов, перекрытых декоративными кокошниками, тогда как в большинстве колоколен делалось два и три ряда слухов.
