В 1652 году с западной стороны Казанской надвратной церкви была возведена колокольня, завершившая архитектурный ансамбль Троицкого монастыря. Колокольня и надвратная церковь расположены симметрично относительно Троицкой церкви. С южной стороны Троицкая церковь предстает в богатом обрамлении двух шатров. Во второй половине XVII века, в период строительства колокольни Троицкого монастыря, архитектура отличалась разнообразием деталей и форм. В это время формируется основной тип шатровой колокольни: на четверике восьмерик со звоном и восьмигранный шатер со слухами. До наших дней сохранилось немного таких колоколен, большинство из которых выделяется богатством архитектурных деталей и хорошими акустическими свойствами. 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 этим сооружениям, но по богатству и разнообразию деталей она превосходит все известные постройки того времени. Чтобы улучшить пропорции и сделать колокольню вертикальной доминантой не только монастыря, но и всего города, архитектор вытянул ее вверх, поставив друг на друга три четверика, отделенных карнизами. Первый четверик скромен и является продолжением стены, построенной вместе с надвратной церковью, выделяясь только двумя угловыми пилястрами с глубокими нишами. Во втором ярусе архитектор проявил фантазию, скомпоновав на небольшой площади разнообразные детали. Карниз между первым и вторым ярусами прорезан окном со скульптурным наличником, завершенным фронтоном. На углах расположены спаренные трехчетвертные колонны на белокаменных консолях и широкий карниз со сложным профилем. По оси яруса находится окно с балясинами, карнизами и разорванным фронтоном.

Третий ярус отличается богатством форм и представляет собой резьбу по камню. На углах вместо полуколонок, резные балясины с розетками. Карниз раскрепован на углах, а в широком фризе находятся ниши с керамическими вставками, подобными вставкам Троицкой церкви. В середине ниши, окно с висячими арочками, обрамленное резным наличником. Оно завершается полуциркульным фронтоном с полурозеткой в центре. Между балясинами и обрамлением окон расположены вытянутые ниши с остатками росписей. Завершение колокольни Троицкой церкви в Муроме по деталям напоминает колокольню церкви Троицы в Никитниках. Восьмерик с арочными проемами перекрыт полуциркульными арками. Столбы арок украшены балясинами, а на углах для погашения распора шатра установлены полуколонны. Углы восьмигранного шатра подчеркнуты черепичными гуртами, которые имеют декоративное и практическое значение. Шатер завершается луковичной главкой на восьмигранной шейке, переход к которой оформлен кокошниками. В шатре устроен один ряд слухов, перекрытых декоративными кокошниками, в отличие от большинства колоколен, где их два или три.