Палаты располагались вдоль берега. К их западному торцу примыкал белокаменный собор (расположенный на месте ныне существующего), а к восточному — через переход, поставленный под углом в 90°, — каменная палата, дворец Димитрия. В своеобразный курдонер, образованный собором и палатами, выходило Красное крыльцо. Эта планировка очень напоминала расположение в Московском Кремле Грановитой палаты, Столовой палаты, Благовещенского собора и набережных палат. Это вполне естественно. Дворец московского великого князя и архитектурные новинки стольного города всегда служили предметом подражания. Но если общая архитектурная идея была заимствована в Москве, то воплощение ее, судя по сохранившейся палате, сильно отличалось от московского. Вся палата выложена из кирпича, и кладка оставлена небеленой. Ее стены по-новгородски завершены фронтонами, обусловившими восьмискатную кровлю. В духе исконных принципов русской архитектуры XIV века нижняя часть стены оставлена гладкой, без украшений, а фронтоны выложены кирпичной и терракотовой орнаментацией, создающей мягкий и изящный узор (илл. 64). Таков терракотовый пояс, узоры из „городков
Многие детали декоративного убранства были заменены в конце XIX века, и так как они сделаны из кирпича другого размера, они стали более грубыми. Окна второго этажа расположены на разных уровнях. Деревянное крыльцо сооружено в 1892 году, здесь использованы декоративные формы (столбы, шатры) древнерусской деревянной архитектуры.
Сейчас трудно сказать, были ли палаты внутри с одним столбом, поддерживающим своды, или они имели сени, были разгорожены и каждое помещение перекрывалось своим сводом.
Каменный Спасо-Преображенский собор был построен в 1485 году также Андреем Большим. В 1713 году, когда собор пришел в полную ветхость, он был разобран и возведен заново. В писцовых книгах Углича 1674–1676 годов сохранилось описание древнейшего собора, из которого можно заключить, что здание было очень похоже на современную ему Ризположенскую церковь Московского Кремля.
Ныне существующий собор по композиции больше всего напоминает памятники Ярославля. Его объем приближается к форме правильного куба, все стены одинаково расчленены на три части лопатками и завершены тремя декоративными кокошниками. На четырехскатной кровле размещены симметричной группой на трибунах с кокошниками главы. Собор украшен декоративными деталями „нарышкинского стиля“. Особенно выразителен южный белокаменный портал: проем двери сделан не полуциркульный, а трапециевидный; резные колонки на тумбах, украшенные виноградной лозой, вьющейся по спирали, несут резной антаблемент. Верхняя часть портала (при таких формах имевшая, обычно, разорванный фронтон) нарушена портиком, построенным в XIX веке. В это же время пристроены западная паперть и северный придел.
Интерьер Спасо-Преображенского собора, равномерно освещенный большими окнами, в отличие от ярославских памятников этого типа — без столбов, перекрыт сомкнутым сводом, что при площади помещения около 14 х 14 м является для своего времени незаурядным инженерным достижением. Впечатление просторности и торжественности, созданное архитектурными средствами, усилено живописью на стенах, выполненной в светлых ярких тонах. Строителем собора был угличанин „посадский человек“ Дмитрий Гнездников. Живопись выполнена, как свидетельствует летопись (на откосе окна), в 1810–1811 годах артелью художников во главе с Тимофеем Медведевым.
Эта артель художников хорошо владела характерной для классического периода техникой живописи гризайль. Ею выполнены росписи свода, карнизов и тематический фриз, проходящий по всем стенам. Темы росписей взяты из евангельского мифа о Христе. Сюжеты раскрываются художественными средствами, принятыми в русской классической академической школе живописи. На хорошем уровне мастерства выполнено „Преображение“ (на северной стене), его, видимо, написал сам Медведев.
Деревянный резной золоченый иконостас поставлен в 1860 году. Выполненный на достаточно высоком профессиональном уровне, он, однако, сух по рисунку и не безупречен по стилю, знаменуя переход к эклектике в декоративном искусстве второй половины XIX века.
На юг от Спасо-Преображенского собора стоит столпообразная колокольня, являющаяся самым высоким зданием кремля. Она прекрасно вписана в ансамбль, активно формирует его силуэт как с Волги, так и из города. Колокольня построена в 1730 году, но ее формы принадлежат еще предыдущему периоду истории архитектуры, так называемому нарышкинскому стилю.