Собственно история первого кремлевского монастыря как самостоятельного церковного института на этом заканчивается, но история первого московского собора продолжалась еще достаточно долго и представляет несомненный интерес прежде всего в историко-архитектурном отношении.
В 1527 г. собор Ивана Калиты был полностью перестроен. Размеры собора по внешнему обмеру составляли примерно 15 м в длину вместе с алтарной частью и 13 м в ширину (все размеры приблизительные, так как взяты по масштабу с чертежей середины XIX в. архитектора А. А. Мартынова). Четыре квадратных в плане каменных столба со стороной немногим более метра разделяли внутреннее пространство собора на три нефа: центральный пролетом 3,6 м и два боковых шириной по 2 м. Столбы образовывали подкупольный квадрат размером 3,6 × 3,6 м с расстоянием в осях столбов примерно 4,7 м в обоих направлениях. На плане XIX в. (илл. 5) столбы показаны крестчатыми, но что они были такими изначально, можно только предполагать. Нефы на востоке заканчивались тремя алтарными апсидами полуциркульной формы с двумя узкими окнами в центральной апсиде и с одним окном в боковых.
Илл. 5. Собор Спаса Преображения на Бору. План. По чертежу А. А. Мартынова. Середина XIX в.
Стены, разделяющие апсиды, заканчивались столбами толщиной 0,8 м, отстоявшими на 1,7 м от восточной пары центральных столбов. Главный западный и боковые северный и южный входы с перспективными порталами располагались по центрам соответствующих нефов. В западном притворе были два небольших окошка с северной и южной сторон. Судить о первоначальной толщине наружных стен, вероятно усиленных лопатками, сложно – возможно, они, как и столбы, были толщиной немногим более метра. Иконостас располагался по западной грани восточной пары центральных столбов, занимая всю ширину церкви. Барабан купола стоял, возможно, на приподнятых подпружных арках (илл. 6), известных в произведениях московской архитектуры второй половины XIV в., если только они не появились при позднейших перестройках. Если авторы перестроек и реконструкций точно воспроизводили оригинал, как утверждают источники, то высота собора внутри, от пола до шелыги сводов составляла 6,3 м, высота барабана – 2,8 м, а его диаметр по наружному обмеру – 5,6 м.
После Большого Кремлевского пожара 1554 г. и вскоре после присоединения Новгорода к Москве в 1570 г. при Иване Грозном, вероятно, произошло окончательное формирование плана собора. В его восточной части в одну линию с алтарем собора, видимо, были пристроены симметрично две придельные церкви: с северной стороны – во имя Трех Святителей: Василия Великого, Григория Богослова и Иоанна Златоустого, а с южной – во имя Трех Исповедников: Гурия, Самона и Авива, так как такой придел имелся в Софийском