С восточной стороны главной площади монастыря возвышается массивная звонница высотой более 32 метров. Ее основная часть, построенная во второй половине XVI века, представляет собой мощную стену с двумя низкими арками для колоколов на втором ярусе и двумя широкими каменными шатрами. Внутри звонницы основания шатров сейчас не видны, так как они находятся на стыке старинной и более современной частей. В нижнем ярусе звонницы располагалась церковь, освященная изначально во имя Происхождения Древ Животворящего Креста Господня, а в середине 1860 года, во имя Печерской Богоматери. В конце XVII века с южной стороны был построен придел в честь Александра Свирского. В начале XIX века звонница претерпела значительные изменения: в 1808-1809 годах были разобраны шатры и добавлен новый ярус с трехпролетной аркадой. Проект надстройки разработал канцелярист Архиерейского дома Мизеров. К 1824 году все работы завершились, и появилась ротонда в классическом стиле с восемью колоннами и куполом, спроектированная архитектором Паньковым П. Я. На звонницу перенесли часы, ранее находившиеся на Святых воротах. В интерьере звонницы сохранились фрагменты росписей разных эпох, самые ранние из которых относятся к концу XVII века и находятся в приделе Александра Свирского. Храм выделяется фресковыми иконостасами, редкими для Ярославля, но распространенными в ростовских храмах. Из-за нерегулярного отопления росписи часто приходили в негодность и переписывались, в XIX веке это происходило четыре раза. Верхние ярусы звонницы сильно пострадали во время белогвардейского восстания 1918 года, но в 1920-е и 1950-е годы были проведены реставрационные работы, и звонница вновь открылась для горожан. В 1991 году на нее вернули колокола, которые долгое время находились отдельно. Первоначальные колокола не сохранились, поэтому их заменили экземплярами из фондов музея-заповедника. Сейчас на звоннице размещено восемнадцать колоколов, отлитых в XVI и начале XX веков в Петербурге, Ярославле, Голландии и Пскове. Самый большой из них весит около 115 пудов. Звонница вновь выполняет свою функцию, возвращая себе статус первой звонницы Ярославля.

Церковь под звонницей Спасо-Преображенского монастыря первоначально была освящена во имя Происхождения Честных древ Животворящего Креста Господня. В 1680-х годах при архимандрите Алимпии она была украшена росписями, которые дважды обновлялись в XIX веке. Некоторые фрагменты живописи XIX века сохранились на восточной стене, отделяющей светлое помещение храма от полутемного алтаря. На стене изображен иконостас с местным, праздничным, деисусным и пророческим ярусами. В местном ярусе представлены изображения Алексея Человека Божия, Богоматери Тихвинской, Распятия и Происхождения Честных древ. Такие росписи были обычны для ростовских церквей времен Ионы Сысоевича, но редки в Ярославле. Подобные иконостасы были и в ярославских церквях Петра Митрополита и Владимирской Богоматери. На стене южного придела изображены Николай Чудотворец, Богоматерь Печерская, Вседержитель на троне и ярославские князья Федор, Давид и Константин, а во втором ярусе, Праздники, в овальных медальонах, апостолы со свитками. В люнетах наверху изображены Похвала Богоматери, Царица небесная и Знамение. В 1824 году по распоряжению архиепископа Авраамия в церкви установили бронзовый иконостас. В 1860 году живопись была переписана по распоряжению архиепископа Нила, который хотел сделать храм своей усыпальницей. Стены, кроме алтарной преграды, были заново оштукатурены и расписаны художником Егором Константиновичем Дьяконовым в академическом стиле. На своде изображены Новозаветная Троица и семь ангелов с орудиями страстей, на стенах, Преображение, Преподобный Нил, Преподобный Сильвестр и ярославские чудотворцы. После завершения реставрации 30 октября 1860 года церковь была заново освящена архиепископом Нилом во имя Богоматери Печерской. В 1970-е годы Печерская церковь была отреставрирована под руководством В.И. Васина.