В больнице, рассчитанной на 12 мест, было устроено специальное «слуховое отверстие, проведённое трубою из храма вниз к больным», с помощью которого они могли «ежедневно свободно слушать совершаемую... божественную службу». С северной стороны к корпусу были пристроены двухэтажные сени. К 1875 г. между Тихоновской церковью и деревянной колокольней был построен деревянный двухэтажный корпус, объединивший все три постройки. Трапезная, ранее располагавшаяся на нижнем, «каменном» этаже церкви, была переведена на второй этаж новой постройки. Внизу разместились кухня и кельи послушников. В 1879–1883 гг. был возведён новый, двухэтажный Троицкий собор. Главный престол во имя Святой Троицы освящён 14 августа 1883 г. викарием Воронежской епархии Острогожским епископом Макарием (Троицким), левый придел во имя Арсения Великого – 5 сентября того же года, правый придел освящён во имя Всех святых. В Троицком храме был поставлен двухъярусный резной позолоченный иконостас. На средства нижегородского купца М.И. Шапошникова местные иконы Святой Троицы и Божьей Матери в 1887 г. были украшены сребропозлащёнными ризами, выполненными в Москве. На цокольном этаже Троицкого собора находилась церковь, придел которой был освящён 22 мая 1883 г. в честь Обретения главы Иоанна Крестителя и во имя Николая Чудотворца, а главный престол – 29 мая 1883 г. в честь Успения Пресвятой Богородицы. В архитектуре объёмное построение типичного для позднего классицизма монументального собора соединено с отдельными элементами так называемого русско-византийского стиля Константина Андреевича Тона (килевидные завершения прясел и портала и др.). С трёх сторон в собор вели открытые паперти. Храм освещался тремя паникадилами (одно на 30, другие на 12 свечей). За алтарём собора находился каменный двухэтажный братский корпус (1882–1897 гг.). При основании Троицкого собора предполагалось, что на нижнем этаже будет устроена усыпальница, «где могут быть погребены по желанию благотворители обители», однако были ли там захоронения, исследователям неизвестно. До 1882 г. братию погребали на расположенном с северной стороны собора монастырском кладбище, которое примыкало к алтарю снова ставшей кладбищенской Тихоновской церкви. В 1883 г. игумен Кассиан реконструировал кладбищенскую Тихоновскую церковь (построено три печи). В 1885 г. на монастырском кладбище была выстроена каменная часовня для отпевания и совершения панихид в зимнее время. Каменные ограда и трёхъярусная колокольня со св. вратами были возведены в 1874–1876 гг. На втором этаже колокольни 6 августа 1877 г. была освящена церковь в честь Преображения Господня и в честь Казанской и Тихвинской икон Божьей Матери, богослужения в которой совершались только в храмовые праздники. У юго-восточной башни находились въездные ворота в монастырь, у юго-западной башни – двухэтажная гостиница для именитых посетителей. Внизу, на правом берегу Проходни, устроена обширная площадка с гостиницей для «чёрного народа», конюшим двором, подъездными сараями. В Задонском монастыре действовали живописная, столярная, портняжная и сапожная мастерские, были разбиты сады, расширена пасека. Особым почитанием пользовались источник и колодец святителя Тихона.