Существующий ныне иконостас перенесён в 1770 г. из разобранного собора Александра Невского Московского Кремля

Существующий ныне иконостас перенесён в 1770 г. из разобранного собора Александра Невского Московского Кремля. Самая древняя из них — икона св. Василия Блаженного конца XVI в., написанная специально для Покровского собора. В подклете находятся иконы Покровского собора. В 1588 году к храму была пристроена церковь Василия Блаженного, для устройства которой в северо-восточной части собора были заложены арочные проёмы.

В архитектурном отношении церковь представляла собой самостоятельный храм с отдельным входом. В конце XVI века появились фигурные главы собора — взамен первоначального покрытия, сгоревшего во время очередного пожара. Эти обновления были завершены к 1683 году, а сведения о них включены в надписи на керамических изразцах, которыми украсили фасад собора. Пожары, бывшие частыми в деревянной Москве, сильно вредили Покровскому собору, и поэтому уже с конца XVI в. в нём проводились ремонтные работы.

В 1918 году Покровский собор стал одним из первых памятников культуры, взятых под государственную охрану, как памятник национального и мирового значения. Во многих местах протекала крыша, были выбиты стекла, зимой даже внутри церквей лежал снег. Иоанн Кузнецов в одиночку поддерживал порядок в соборе. В 1923 году было принято решение о создании в соборе историко-архитектурного музея. Его первым заведующим стал научный сотрудник Исторического музея Е. И. Силин. 21 мая музей открыли для посетителей.

Он закрывался только один раз — во время Великой Отечественной войны. В 1929 году в храме были запрещены богослужения, и были сняты колокола. Сразу же после войны приступили к систематическим работам по восстановлению собора, и 7 сентября1947 года, в день празднования 800-летия Москвы, музей вновь открылся.

Собор приобрёл широкую известность не только в России, но и далеко за её пределами

В 1670-х годах построена шатровая колокольня. Ещё два купола расположены над приделом Василия Блаженного и над колокольней. Собор неоднократно реставрировался. Церковь Василия Блаженного была закрыта в 1929 г. Лишь в конце XX в. было восстановлено её декоративное убранство. 15 августа 1997 г., в день памяти Святого Василия Блаженного, в церкви возобновили воскресные и праздничные богослужения.

Позднее в соборе появилась сюжетная масляная живопись, которая неоднократно обновлялась

Во второй половине XVII в. галерея была расписана растительным орнаментом. Пройдя лабиринт внутренней галереи, можно попасть на площадки крылец собора. Древней живописи в церкви не обнаружено. Северо-западная церковь собора освящена во имя святителя Григория, просветителя Великой Армении (ум. в 335 г.). Он обратил в христианство царя и всю страну, был епископом Армении.

В 1880 году храм приобрёл усадьбу на Пятницкой улице. Вплоть до 1918 года там жил настоятель храма отец Иоанн (Восторгов). После революции он был расстрелян, в 2000 году причислен к лику святых Русской православной церкви.

В 1900-е — 1912 годах реставрацию Храма осуществил архитектор С. У. Соловьёв

Согласно свидетельствам реставратора П. Д. Барановского, в середине 1930-х гг. храму угрожал снос, однако он избежал разрушения. Название этого придела дало собору второе, обиходное название. В 1672 году в нём состоялась обретение мощей Иоанна Блаженного, а в 1916 году он был переосвящён во имя блаженного Иоанна, московского чудотворца.

Церкви и галереи стоят на едином основании — подклете, состоящем из нескольких помещений. Прочные кирпичные стены подклета (до 3 м в толщину) перекрыты сводами. Конструкция северного подклета уникальна для XVI в. Его коробовый свод большой протяжённости не имеет поддерживающих столбов.

В середине XIX в. застеклённая галерея стала частью интерьера собора. В послереволюционные годы собор находился в бедственном положении. Покрытие церкви выполнено в едином стиле с главами верхних церквей собора.