På slutten av 1600-tallet, da den unge Peter I to ganger fant tilflukt fra sine fiender i klosteret, hadde mange nye bygninger kommet til. Blant disse var et lite barokkpalass for patriarkene, bemerket for sitt luksuriøse interiør, og et kongelig palass, med fasader malt i sjakkbrettmønster. St. Sergius' refektorium, med et areal på 510 kvadratmeter og også malt i et iøynefallende sjakkbrettmønster, var på den tid den største hallen i Russland. Den femkuplede kirken til Johannes Døperen (1693–1699) var bestilt av Stroganov-familien og bygget over en av portene. Andre 1600-tallsbygninger er munkenes celler, et sykehus toppet med en teltformet kirke, og et kapell bygget over en hellig brønn oppdaget i 1644.