Внешне Александровскую слободу второй половины XVI века можно представить по некоторым сохранившимся описаниям. Генрих Штаден, немец-опричник, пишет, что сама слобода была окружена крепкими заставами, въезд и выезд из нее находился под строгим наблюдением вооруженной стражи. Стены кремля были сложены "из бревен, врезанных одно в другое"; снаружи поверх этих бревен была выложена (в противопожарных целях) стена толщиной в один кирпич. На площади стояла соборная церковь Покрова и находился государев двор, по обычаю со своей домовой церковью и различными постройками. В слободе, как в городе, существовали целые улицы, где жили опричники, служилые люди, купцы, стояли лавки. Количество населения слободы в то время точно неизвестно. Из описания бракосочетания Ивана IV с Анной Васильчиковой, которое состоялось в Александровской слободе, можно понять, что на государевом дворе были, кроме церквей и дьячих изб, новая палата, в которой происходило свадебное "столование", государева постельная изба; хоромы царской невесты, столовая изба, хоромы и сени без упоминания их назначения, мыльня (баня), конюшня и другие строения.
От XVI века до нас дошло в слободе очень немногое. Прежде всего это пятикупольный Троицкий храм, известный по летописям под названием церкви Покрова (он был переименован в конце XVII века), построенный в 1505-1513 годах Василием III, отцом Грозного. Еще в XVII веке он был перестроен - с трех сторон, кроме алтарной, к его стенам пристроили галереи, скрывшие соборные порталы, а в XVIII веке - три паперти и на углах кровли четыре барабанчика с главками. В южном входе храма находятся двери, привезенные Грозным в 1570 году из храма Святой Софии Новгорода Великого после знаменитого новгородского погрома. Они были созданы в 1336 году по распоряжению новгородского архиепископа Василия и потому именуются Васильевскими. Другие церковные двери, по преданию, вывезены из Твери. При Василии III храм был расписан не только внутри, но и снаружи, однако до нашего времени сохранилась над главной входной дверью лишь одна фреска "Покров Богородицы". В соборе служили только летом.
Еще одним сооружением эпохи Грозного является Покровская шатровая церковь, ранее именовавшаяся "церковью Троицы, что на государевом дворе". В XVII веке она была обстроена длинной и широкой трапезной, с запада была пристроена шатровая колокольня. Это единственный шатровый храм, шатер которого расписан фресками - в остальных шатровых храмах шатер всегда оставался нерасписанным. Церковь известна своими огромными (3,5 м) подвалами для хранения ценного имущества. Предание свидетельствует, что эти подвалы специально были выстроены Грозным для хранения ценностей, вывезенных из Новгорода. К храму некогда примыкал комплекс парадных царских палат, но он не сохранился. Когда-то на храме были и часы.
К югу от этой церкви стоит Успенская церковь, также построенная Иваном Грозным. Возможно, она служила домовой церковью царя. В ней сохранились следы наборного деревянного пола. К храму примыкает палата, в которой, возможно, проходили пиршества. С подвалами церкви предание связывает известные пытки Грозного, которые якобы в них происходили, но исследователи считают, что сохранившиеся подвалы не имеют к пыткам никакого отношения. Очевидно, здесь предназначение подвалов вполне мирное - здесь хранились всякого рода столовые запасы и бочки с вином. Вплотную к Успенской церкви примыкает каменная двухэтажная постройка - единственный остаток дворца Ивана IV. В ней сохраняется небольшое помещение, по преданию молитвенная комната самого Ивана Грозного.
Очень интересна колокольня, построенная Иваном Грозным между 1578-1581 годами на месте прежней звонницы, которая состояла из двух башенок; между ними под навесом висели колокола. Колокольня Александровской слободы - едва ли не древнейшая колокольня такого типа, предшественница знаменитого Ивана Великого. В нижнем ярусе колокольни находилась церковь. Второй ярус оставался пустующим, возможно, потому, что мастер пытался создать постройку, вышка которой могла служить наблюдательным пунктом. Существует предание о том, что некий мужик, сделав крылья, слетел с этой колокольни и, перелетев через стену монастыря, опустился на другом берегу реки в нескольких сотнях метров от слободы, где был настигнут дворцовой стражей и убит.
От царского дворца, кроме вышеупомянутого фрагмента, не сохранилось вообще ничего. Дворец царя был деревянным и поэтому сохраниться не мог. По соседству с Троицким собором сейчас виднеются бугры, которые, возможно, являются остатками фундаментов дворца. Среди этих бугров можно видеть остатки пруда, дно которого, как рассказывают, выложено белым камнем - возможно, это бывший бассейн царской усадьбы. В 1581 году царь Иван Грозный уехал из Александровской слободы навсегда. После его смерти в 1584 году в слободе начинается запустение.