Со дня основания, на территории кремля находились главные городские соборы - Спасо-Преображенский и Михайло-Архангельский, ряд приходских храмов, несколько монастырей, великокняжеский (в 14 в.) и епископский дворцы.

Кремль служил административным центром обширной округи. Здесь располагались приказная изба, губернское и наместническое правления. С веками менялись застройка и градостроительная ситуация на кремлевской территории. На месте старых зданий возводились новые - каменные. Древнейшее из них - Михайло-Архангельский собор.

В начале XVII в. в Нижегородском кремле находились Спасский и Михайло-Архангельский каменные соборы с парными теплыми рублеными храмами, а также Духовской и Симеоновский монастыри, дворы и подворья, в том числе Печерского и Дудина-Амвросиева монастырей с храмами. Возле Спасского собора располагалась съезжая изба.

В западной части кремля возвышались государственные житницы и огороженный тыном "панский" двор. У Ивановской башни располагалась земляная тюрьма, у Дмитриевских ворот велся торг хлебом и съестными припасами.

К середине XVII в. застройка кремля претерпела существенные изменения. Возле Никольских ворот был основан женский Воскресенский монастырь. С учреждением в 1672 г. Нижегородской митрополий первый владыка Филарет за Спасским собором развернул строительство каменного ансамбля своей резиденции.

С учреждением Нижегородской губернии (1714-1719 гг.) на месте бывшего воеводского двора вдоль кромки Часовой горы был выстроен деревянный дворец губернатора. Средневековый характер застройки кремля сохранился до второй половины XVIII в.

Во второй половине XVIII века в центре кремля, по утвержденному в 1782 г. плану, с ориентацией на Михайло-Архангельский собор, разбивалась площадь торжествований (плац-парад). По ее длинным сторонам планировались протяженные корпуса каменных присутственных мест и соединенные аркадой проезда к Спасо-Преображенскому собору 4 одинаковых дворца для высшего местного чиновничества: наместника, вице- губернатора, нижегородского и военного губернаторов (возведен лишь один).

Каменные соборы Симеоновского и Духовского монастырей сохранялись, но превращались в приходские церкви. Бывший митрополичий дворец у Спасо-Преображенского собора был реорганизован, а с 1786 г. передан под размещение Главного народного училища. Близ Часовой башни в кремле оставались государственные винные подвалы, у Дмитриевских ворот - пруд Сарка. В 1798 г. на территории кремля оставалось 62 жилых дома. Кроме того, там размещались каменные казенные здания присутственных мест, вице-губернаторского дворца, банковской конторы, бывшей епископской резиденции, солдатских казарм, архива и дома генерал-губернатора.

Коренная реорганизация застройки кремля на регулярной основе будет осуществлена лишь во времена Нижегородского наместничества в конце XVIII - начале XIX в.