Вместе со Спасским собором в 1537-1542 годах была построена колокольня с престолом в честь Трёх Святителей на нижнем ярусе. Спустя примерно сто лет её разобрали. Современная колокольня, которую видят посетители монастыря, была возведена в 1639-1654 годах. До этого на её месте стояла другая колокольня, построенная одновременно с каменным Спасским собором. Она представляла собой шатровую конструкцию типа "восьмерик на четверике". В нижнем двухъярусном четверике, украшенном скромными наличниками, плоскими лопатками и поясом кокошников, располагались две кельи. Восьмерик выше переходил в открытый ярус звона с арочными проёмами, украшенными килевидными архивольтами. Узорчатые карнизы колокольни и килевидные арки перекликались с декоративными элементами монастырских церквей. В 1720-е годы прежнее шатровое завершение было снято, стены звона надстроены, и на них установлен ещё один восьмерик в стиле "московского барокко" с большими колёсными часами. В конце XVIII века верхний восьмерик получил фигурную кровлю со шпилем. В 1841 году вологодский крестьянин Михаил Горин изготовил и установил новый шпиль, который просуществовал до середины XX века. Колокола Спасо-Прилуцкого монастыря, отлитые в 1736-1738 годах, были переплавлены в 1935 году в ходе индустриализации. От них почти ничего не сохранилось, кроме имён некоторых колоколов, таких как "Вестовой", "Протас", "Большой", и их веса. Например, "Большой" весил 357 пудов 30 фунтов, а "Вестовой", 55 пудов.

В 2007 году колокольня получила новую звонницу, созданную по образцу звонницы Софийского собора. Она включает 14 колоколов, самый крупный из которых весит 600 килограммов. В августе 2008 года был освящён и поднят на звонницу главный колокол весом 1640 килограммов, изготовленный в Тутаеве Ярославской области на средства благотворителей и попечителей Спасо-Прилуцкого монастыря. На его создание ушло около 9 месяцев и около миллиона рублей. В 1967-1968 годах монастырская колокольня была реставрирована специалистами Вологодской специальной научно-реставрационной мастерской под руководством архитектора Глеба Павловича Белова. В ходе реставрации была исправлена кладка стен, они оштукатурены и побелены; завершение колокольни восстановлено по проекту начала XVIII века и покрыто оцинкованным железом, установлена луковичная главка. Новая звонница Спасо-Прилуцкого монастыря впервые прозвучала 16 июня 2007 года на празднике Сретения чудотворного образа преподобного Димитрия Прилуцкого, когда в Вологду прибыл Святейший Патриарх Алексий II.