Архитектурный ансамбль Макариева Желтоводского монастыря сложился в третьей четверти XVII в., когда вместо деревянных были построены каменные храмы, и сохранился к началу XXI в. без значительных утрат. История его развития прослеживается по иконам преподобного Макария Желтоводского и Унженского в молении Святой Троице на фоне монастыря. Образы этой иконографии часто писали в самой обители, поэтому некоторые из них отличаются большой точностью в передаче её архитектурных особенностей. Первая из икон преподобного Макария с изображением монастыря была написана изографом Симоном Фёдоровичем Ушаковым, как свидетельствует подпись, в 1661 г. по заказу митрополита Рязанского и Муромского Илариона, бывшего настоятеля обители. На иконе Макариев Желтоводский монастырь показан в процессе строительства: на территории видны каменные собор с двумя приделами, надвратная и трапезная церкви с колокольней, возведена юго-восточная башня с угловым фрагментом стены, остальные стены деревянные. На иконе начала XVIII в. (Исторический музей) территория монастыря сильно расширена (башня, показанная на иконе С.Ф. Ушакова, уже не является угловой, а включена в массив южной стены), обнесена каменной оградой и плотно застроена келейными корпусами (деревянными и каменными), близ северо-западных ворот устроена одноглавая церковь (не сохранилась), с юга, со стороны воды, возведена дополнительная каменная стена. Собор Святой Троицы (1652–1664 гг.) выстроен, как полагают исследователи, мастерами царской артели. Троицкий храм наряду с несохранившимся Преображенским собором Нижегородского кремля (1652 г.) связан со столичным заказом и возведён по образцу Успенского собора Московского Кремля: это шестистолпный трёхапсидный храм со смещённым к востоку пятиглавием. Строители собора творчески переосмыслили московский образец, удлинили пропорции четверика и барабанов церкви, а также сделали её интерьер более освещённым (два ряда регулярно расположенных широких окон в стенах храма дополнены большими оконными проёмами в барабанах). Лаконичный, но изящный декор фасадов состоит из наличников, обрамляющих оконные проёмы верхнего ряда, и лопаток, завершённых капителями под закомарами. Стилистические аналоги декора прослеживаются в московских церквах или храмах, возведённых по царскому заказу. На рубеже XVII и XVIII вв. стены храма были расписаны костромской артелью иконописцев. В XVIII в. собор несколько раз перестраивался. В начале века его крышу покрыли железом, при этом он утратил ярус закомар, взамен оригинального позакомарного покрытия была устроена четырёхскатная кровля. В конце XVIII в. к собору с запада была пристроена паперть. Каменная церковь в честь Успения Пресвятой Богородицы с трапезной палатой заменила одноимённую деревянную в 1651 г. Она выстроена на высоком подклете, который использовался для хранения товаров Макарьевской ярмарки. Узкие барабаны поставлены на кокошники, их венчает строгое компактное пятиглавие. Несмотря на позднейшие перестройки, храм сохранил часть первоначального декора. Одновременно с Успенской церковью была возведена монастырская колокольня. Над тремя нижними ярусами одинаковой высоты расположены ярус звона и шатёр со слухами. Центральный вход в Макариев Желтоводский монастырь устроен с южной стороны, над святыми вратами возведена церковь во имя архангела Михаила.