Перед западной галереей со стороны площади было расположено широкое (до третье части фасада) открытое белокаменное крыльцо (шесть – семь ступеней). Исследователи отмечают ещё один принципиально важный элемент архитектуры собора – шатровую колокольню, известную исследователям по изображениям XVIII в. (существующая колокольня восстановлена по гравюрам). Квадратное основание колокольни (сторона 80 см), возведённое одновременно с собором, встык примыкало к западной арке северной галереи. Её шатровое завершение с увенчанным арками восьмигранным звоном, кокошниками в основании шатра, плоскими гуртами на рёбрах, одним рядом окошек-слухов и луковичной главкой, по мнению исследователей, в целом типично для зрелой архитектуры XVII в.; таким образом, исследователи не могут отвергать предположение, что в XVII в. колокольня могла быть перестроена. Однако наличие шатровой колокольни (ещё более развитых форм) у церкви Святой Троицы в Никитниках, а также известия о строительстве шатровых колоколен в 1630 гг. в Троице-Сергиевом и Макариевом калязинском монастырях позволяют исследователям также считать, что одновременно с первоначальным зданием Казанского собора могла быть построена шатровая колокольня, которую в этом случае исследователи готовы рассматривать как достаточно ранний пример становления этого типа колоколен. Небогатый по сравнению с церквами Святой Троицы в Никитниках и Всех святых на Кулишках декор Казанского собора включал: филенчатые лопатки, разделявшие стены четверика на три равные части и украшавшие столбы галереи; килевидные кокошники с глубокими, многообломно профилированными архивольтами (в завершении главного четверика и придела); рамочные наличники окон с простыми треугольными сандриками; валиковую аркатуру барабана со множеством мелких перехватов на колонках; профилированный карниз в завершении барабана, под которым был помещён фриз консолей, типичный как для архитектуры конца XVI в., так и для храмов 1620 гг. (например, церкви Николая Чудотворца (Николы Надеина) в Ярославле). В декоре использовались резные белокаменные детали с красной прокраской фона: в частности, при раскопках найдена резная гирька, рисунок которой исследователи считают близким к рисункам гирек церкви Святой Троицы в Никитниках и Теремного дворца; однако количество резных украшений Казанского собора было, как полагают исследователи, существенно меньшим, чем на упомянутых памятниках. Кровлю украшала черепица жёлтого, коричневого, красного и чёрного цвета. Редкой особенностью фасадов Казанского собора исследователи называют отсутствие карниза, отсекающего поверхность стен четверика от венчающей его «горки кокошников». Такие карнизы стали типичным элементом в архитектуре бесстолпных храмов конца XVI в., они известны исследователям в 1620 гг. (церковь Покрова в Рубцове, собор архангела Михаила в Нижнем Новгороде); с 1640 гг. карнизы были непременной декоративной составляющей всех бесстолпных храмов до появления «нарышкинского стиля». Словно для того чтобы подчеркнуть отсутствие карниза, в Казанском соборе треугольные сандрики окон заходят в поля кокошников нижнего яруса. Этот приём отличает Казанский собор от храмов, ближайших по времени строительства и по типологии, таких как Святой Троицы в Никитниках и Всех святых на Кулишках. Исследователи полагают, что это решение было намеренным, и его следует расценивать как признак строительства по царскому заказу: эта особенность композиции восходит к типологии фасадов Успенского собора Московского Кремля, в Казанском соборе она подчёркивала «соборный» статус этого небольшого здания.