Троицкий собор – главный храм монастыря расположен в самом центре монастыря. Это первый каменный храм не только в этом комплексе, но и на всей Северной Двине. Царь Фёдор Иванович предоставил монастырю грамоту от 8 ноября 1587 года на строительство каменного собора. Собор в камне был выстроен взамен сгоревшего деревянного, самое что примечательное, до этого каменные храмы были лишь на Соловках, выстроенные 1552 - 1566 годах.

С 1593 г. по 1606 г. храм возводил подмастерье каменных дел Василий Дула, Троицкий собор освятили 24 мая 1607 г.[21] При строительстве собора зодчие придали ему особую монументальность, величественность, лаконичную выразительность крупных форм. Сохраняя в целом образность, присущую новгородским постройкам, строители Собора внесли в конструкцию многие архитектурные приемы, присущие московскому зодчеству. В архитектуре Собора его создатели, используя самые новые идеи – конструктивные, композиционные, самостоятельно решили сложные инженерно-конструктивные задачи.

Не смотря на то, что были привлечены большие силы и были установлены значительные льготы для обители, строительство было завершено только 30 июля 1606 года. Долгие годы соборный храм оставался единственной каменной постройкой на территории монастыря.

В плане постройка имеет прямоугольную форму (23,5 х 20,8 метра), толщина стен достигает 2 метров. Четырёхстолпный, трехапсидный, пятиглавый летний Троицкий собор заложен в 1589 г. по грамоте царя Фёдора Иоанновича от 8 ноября 1587 г. Храм сочетает приёмы зодчества новгородского (конструкция сводов на невысоких подпружных арках) и московского (аркатурные звенья в пряслах западной стены, широкий антаблемент ниже закомар). Средняя глава визуально доминирует над малыми благодаря размерам и декоративному оформлению (аркатурно-колончатый пояс). Крыльцо западной паперти устроено из пяти каменных платформ, которые ведут к большим обитым железом вратам.

Собор доминирует среди окружающих его строений и выделяется своим величавым обликом. Монументальный кубический объем его, поставленный на малый фундамент, выглядит еще более внушительным. С трех сторон собор окружен другими строениями. Венчают здание пять широко расставленных мощных глав, придающих большую устойчивость его облику, увенчанный пятью главами и центральным шлемовидным куполом, расположенными на круглых световых барабанах, все купола были обиты медью со времени своего возведения, что может говорить о высоком уровне жизни этого монастыря. Расположенными на круглых барабанах. У основания глав, на барабанах – карниз и все барабаны имеют четыре продолговатых прямоугольных окна, выходящих на четыре стороны света. Центральный барабан имеет аркатурно-колончатый пояс, малые барабаны имеет гладкую поверхность, но у оснований глав на всех куполах есть резной орнаментальный пояс. Каждая стена храма разделена широкими плоскими лопатками на три прясла, в которых отчетливо видны выступающие мощные анкеры, по карнизу в каждом прясле имеется ширинка с западной стороны и в центральном прясле с северной и южной. С западной стороны каждое окно украшает аркатурно-колончатый пояс.

Примечательная паперть западного фаса выделяется своей скромностью, не имея особой декоративной окраски, она строго и лаконично вписывается в сам собор, в который ведет массивная железная дверь, находящаяся в аркатурном балдахине, выкованная во время строительства и до сих верно служащая этому монастырю, над которой имеется ниша для центральной иконы, ныне пустующая. С этого же фасада глядят маленькие сводные оконца паперти, обрамленные трехцентровым коробовым наличником. Восточный фасад выделяется своим видом за счет не высоких апсид, крыша которых достигает лишь карниза, не задевая центральную ширинку.

Этот храм никогда не был расписан и никогда не отапливался, в нем служили лишь летом, а зимой только на большие праздники. В архитектуре собора ощутимо влияние столицы, но в отличие от московских церквей храм исполнен той подчеркнутой скромности, которая присуща северному зодчеству.

Через двадцать два года после постройки Троицкого собора начинается возведение Благовещенского храма, вместе с палатами, который является самым большим и высоким строением монастыря, определяющим его внешний вид. Для постройки царь Михаил направил в обитель подмастерья и 10 человек вологодских каменщиков, по грамоте от 10 марта 1638 г.

Вплоть до революции шатер храма переходящий с четверика собора на восьмерик купола был обит широким и длинным осиновым лемехом, который сняли при реставрации и сейчас шатер остается лишь с выбеленными кирпичными стенами.

По контуру внешние стены храма украшает аркатурный пояс по каждой стороне заведенный под крышу, при осмотре фасада сразу бросается в глаза что строение со временем подвергалось позднейшим перестройкам и в него были добавлены несколько окон для большего освещения помещений, но декоративное убранство они не получили. Алтарь имеет двуапсидное строение.

Первоначальные окна украшены кирпичными наличниками с добавлением кокошника, как на этаже самого храма, так и на первом этаже, которые разделены поясами.

Внешний вид трапезной представляет из себя трехэтажное большое кирпичное строение с двускатной крышей, с западной стороны к нему примыкает большое высокое откидное крыльцо с навесом, которое ведет с улицы на второй этаж в трапезную, келарскую и ризницу, откуда смотрят три больших высоких окна каждое из которых разделено широкими лопатками и так же этажи визуально разделены продольными поясами.

На южном фасаде здание вытянуто имеет шесть окон, по двое в каждом прясле разделенных лопатами, на первых же этажах в пряслах у каждого окна слева есть дверь, которые украшены лучковыми арками, на восточной же стороне находится помещение Благовещенского храма, к которому примыкают трапезные палаты.

Колокольня была построена одновременно с трапезной в 1593 годах. Каменный шатровый храм. Новгородский митрополит Макарий II своей грамотой от 12 марта 1657 г. разрешил сделать в новой колокольне храм.[22]

По монастырскому канону патриарх Никон освящал начало строительства храма. Точную дату её сооружения установить затруднительно: грамоту на начало работ выдал в 1593 г. ещё Фёдор Иоаннович, а освящение состоялось только в 1661 году, в правление царя Алексея Михайловича Романова.

По монастырским описям XVII века значится, что подле надвратной церкви была приделана каменная палата с окнами. На часовне были установлены часы колесные, с боем[23]. Возможно, что их перенесли на колокольню. Примыкает она к северной стороне Троицкого собора.

Первый этаж колокольни на широком постаменте с низкими сводами отведен под хозяйственные нужды, ко второму этажу с западной стороны ведет широкое крыльцо с лестницей, ведущей к гульбищу, которое обрамляет храм, находящийся внутри.

От старых отлитых колоколов ничего не осталось, и сейчас в ней установлены новые.

Крытыми переходами Троицкий собор связан с комплексом построек, одной из которых является игуменский корпус, по внешним фасадам своим он созвучен трапезной палате, о нем можно судить лишь по сохранившимся дореволюционным фотографиям, которые свидетельствуют о массивности постройки, в трех этажах которой находилось множество помещений. Стены собора были выкрашены в белый цвет

Время постройки точно неизвестно: в монастырской описи 1623 года она значится уже каменным. В нижнем этаже прежде был храм, который ныне не существует.

Главные ворота Антониево-Сийского монастыря, вместе с двухэтажными архиерейскими кельями (ныне законсервированы) выстроены между 1661 и 1687 годами. Окончательно все работы были завершены только в 1699 году. Сохранилась запись, что позднее этот архитектурный комплекс был перестроен «лучшею архитектурою, с пристроенными гостиными покоями»[24]

Они оформляют въезд в монастырь со стороны дороги на Архангельск. Надвратная церковь была освящена во имя Сергия Радонежского. И весь этот гармоничный вытянутый корпус как стена отделяет ансамблевую часть монастыря от хозяйственных построек.

Среди построек числился также братский корпус, выстроенный в семнадцатом веке из кирпича в два этажа, он располагался напротив входа в Троицкий собор, но в годы советской власти был полностью разорен и сейчас имеются лишь руины первого этажа (о его внешнем виде можно судить лишь только по фотографиям).

Рассматривая экстерьеры монастыря можно сделать вывод что игумены и зодчие всегда старались заботиться при строительстве об общем виде монастыря, чтобы сохранять единый облик обители, создавая величественный ансамбль на протяжении уже более четырехсот лет. Даже утратив такие важные строения как братский и игуменский корпуса, монастырь все равно выглядит цельным пространством, умело включив в себя поздние деревянные постройки XIX века на восточном его берегу.