Der Bau des steinernen Kremls in Kolomna begann am 25. Mai 1525 auf Initiative des Großfürsten Wassili III und dauerte sechs Jahre. Der Kreml wurde an der Außenseite der Holzbefestigung errichtet und stellte ein polygonales, ovalähnliches Gebäude mit einer Mauerperimeter von fast 2 km dar, was nur 300 m weniger ist als die Länge der Mauern des Moskauer Kremls. Die Dicke der Mauern betrug 3-4,5 m, die Höhe 18-21 m. Sie waren mit Ziegeln verkleidet und hatten eine steinerne Füllung innen sowie Schießscharten für verschiedene Arten des Kampfes. Die Mauern endeten in Zinnen, an denen Klappen zur Verteidigung befestigt waren. Die Anzahl der Türme variierte in verschiedenen Perioden, aber der Kreml hatte mindestens 13 Türme und sechs Tore: drei "große", die Freitagstoren, die Iwanowskij Tore, die Schräg-Tore und drei "kleine", die Malachowskij Tore, die Georgijewski Tore, die Wasser-Tore. Die nordwestlichen und nordöstlichen Ecken der Festung wurden von den mächtigen Kolomna- und Swiblow-Türmen geschützt. Der Swiblow-Turm, der höchste und stärkste, kontrollierte den Flussverlauf der Moskwa und den Weg zu den Freitagstoren. Seine Höhe betrug 34,6 m, der Durchmesser 13,8 m. Der Kolomna-Turm, 34,4 m hoch, kontrollierte den Weg nach Moskau-Rjasan und war mit dekorativen Machikulen geschmückt. Mit ihm ist die Legende von Marina Mnishek verbunden, weshalb er "Marinkas" genannt wird. Der Haupteingang zum Kreml erfolgte durch die Spasski- oder Freitagstore, die einen dreigeschossigen Turm mit einem Wachturm darstellten. Die Iwanowskij Tore im Südwesten des Kremls ähnelten den Freitagstoren und hatten ebenfalls Gitter. Der Granowitny-Turm im Süden des Kolomna-Turms war fünfgeschossig und außen sechseckig. Auf der Ostseite befanden sich viereckige Türme: der Jamsturm, der Spassturm und der Pogerelaja-Turm. Auf der Westseite zwischen dem Swiblow- und dem Kolomna-Turm befanden sich wahrscheinlich sechs Türme, die bis heute nicht erhalten geblieben sind. Die Wasser-Tore führten zur Moskwa, in der Nähe befand sich der Tainitskij-Turm mit einem unterirdischen Gang zum Wasser. Die Schräg-Tore hatten einen L-förmigen Durchgang und befanden sich am Schrägen Berg. Die Mühlen-Tore führten zur Mühle am gegenüberliegenden Ufer der Kolomenka und hatten einen Torbau, der später abgerissen wurde. Zwischen dem Granowitny- und dem Kolomna-Turm befand sich das Durchfahrtsbogen der Malachowskij Tore, das in der zweiten Hälfte des 16. Jahrhunderts errichtet wurde.

Im August 1531 wurde der Bau des Kremls abgeschlossen. Nach dem Vorbild des Moskauer Kremls war er nur geringfügig unterlegen. Im 17. Jahrhundert, als sich die Grenzen des Staates nach Süden verschoben, verlor die Festung ihre defensive Bedeutung. Im Jahr 1606 wurde die Stadt von den Truppen von Iwan Bolotnikow erobert, und in der Zeit der Wirren wurde sie mehrfach von polnisch-schwedischen Eroberern geplündert. Dennoch erfüllte Kolomna vollständig ihren Zweck und wurde zum Symbol der Unüberwindbarkeit des russischen Staates. Steppenfeinde konnten diese Festung nie im offenen Kampf erobern, die als zuverlässiger Schild Moskaus von Süden diente.