Кам'яна будівля Покровського собору була побудована козаками за межами тодішніх меж фортеці, поблизу її північної стіни, в 1689 році - замість дерев'яної Покровської церкви (відомої ще з 1659 року). Покровський собор - цінний пам'ятник української архітектури другої половини XVII століття. Це барочна трьохкупольна церква, встановлена на характерному для російської церковної архітектури теплому зимовому храмі. Верхня, холодна церква оточена галереєю і об'єднувалася з дзвіницею. Гармонійність об'ємів, що виростають один з одного, легко возносяться вгору, є сусідами з суворими, важкими формами дзвіниці, що нагадує кріпосну вежу.