Современная колокольня, возведенная в 1603 году неподалеку от прежней звонницы над келарскими кельями, была построена на средства Д.И. Годунова. Она выполнена по образцу соборной колокольни в Ростове Ярославском, но меньшего размера, в виде галереи с тремя сводами. Под двумя нижними сводами расположены кладовые, а под верхним, в четырех сводчатых пролетах, находятся колокола. Над северным пролетом, который выглядит как четырехугольная башня и возвышается над остальными частями здания, установлен высокий шатровый каменный верх, позже увеличенный и покрытый жестью. В этой башне сохранились части механизма старинных боевых часов, которые, вероятно, относятся к типу часов на Новгородской Евфимиевской башне. Согласно надписи на боевом колоколе, эти часы были устроены в 1659 году на средства Д.И. Годунова. С западной стороны к колокольне пристроена каменная терраса с железной крышей, к которой ведет каменная лестница с железными перилами.

В 1908 году колокольня была отремонтирована, и на шатровой башне обновили наружную роспись с трех сторон. Однако, из-за быстрой порчи росписи и несоответствия с отделкой Троицкого собора, в 1912 году при реставрации Ипатьевского монастыря было решено вернуть колокольне ее первоначальный вид. На звоннице монастыря сейчас находится 10 колоколов. Из старинных сохранился самый большой колокол весом 600 пудов, отлитый 20 сентября 1648 года по указу царя Алексея Михайловича. Этот колокол, вероятно, был перелит из прежнего колокола, также весившего 600 пудов, который был пожертвован монастырю матерью Бориса Годунова. Второй по величине колокол первоначально весил 172 пуда и был отлит при царе Борисе Годунове. После трещины он был перелит в 1894 году с увеличением веса до 208 пудов 2 фунта. Третий колокол весом 104 пуда 25 фунтов был перелит в 1812 году. Четвертый колокол, весом 68 пудов, был подарен Д.И. Годуновым и перелит 1 августа 1659 года. Пятый и шестой колокола были перелиты при царе Алексее Михайловиче. На остальных колоколах нет дат их происхождения. В 1912 году шатровый верх колокольни был покрыт зеленой черепицей, а также открыты некоторые окна и арки, чтобы восстановить прежний вид колокольни.

Исторический набор колоколов на звоннице Свято-Троицкого Ипатьевского монастыря не сохранился, так как в петровское время большинство из них было переплавлено для изготовления пушек. Нынешние колокола относятся к разным периодам. Последний колокол "Царь Михаил" был отлит в 2006 году в честь 400-летия призвания на российский престол царя Михаила Фёдоровича и подарен Майклом, принцем Кентским.