В лавре захоронены представители знатных русских домов — Вельские, Воротынские, Глинские, Оболенские, Одоевские и другие, выдающиеся деятели Смуты — князь Дмитрий Трубецкой и Прокопий Ляпунов, князь Андрей Радонежский, представители фамилии Годуновых, многие московские архиереи, патриархи Алексий I и Пимен. Многочисленные сокровища хранятся в ризнице — это уникальные предметы декоративно-прикладного искусства, подношения царей и богатых людей монастырю. Значительным фондом рукописей обладает лаврская библиотека — здесь хранятся и русские летописи, и рукописные книги.
Внутри лавры червонным золотом горят глава и кровля древнейшего Троицкого собора. Он первый в России памятник, поставленный в честь основателя монастыря-крепости Сергия Радонежского в год его канонизации (1422 г.) и официального провозглашения «покровителем земли Русской». В одноглавом белокаменном Троицком соборе покоится прах Сергия, а в музее хранится надгробная пелена с изображением игумена. В иконостасе собора — работы Андрея Рублёва и его товарищей. Лучший художник русского средневековья написал здесь всемирно известную «Троицу». Она сейчас в Третьяковской галерее, а в иконостасе — превосходная копия.
Второй древний храм — Сошествия святого духа — сложили уже из кирпича псковские каменщики в 1476 году. Верх его необычен: с колокольней под главкой. «Иже под колоколы» называли такие церкви наши предки. Опись 1641 года сохранила названия и своеобразные «характеристики» висевших над храмом колоколов: «нефимонный» (повседневный), «с очапом» (повреждённый, скреплённый хомутом), «сполошный», «колокол расшибен бывал нефимонный».
Мастера Ивана Грозного в 1559 году начали строить большой пятиглавый Успенский собор — формально главный в лавре. Заканчивал постройку царь Фёдор Иоаннович в 1584 году. Величием простоты и строгостью отмечен внешний вид храма. В интерьере собора — огромный резной иконостас. С задней его стороны, высоко вверху устроены площадки для певчих. Современники отмечали, что пел хор монахов «аки с небес». В иконостасе — работы Симона Ушакова. Из-под куполов спускаются литые медные паникадила высокохудожественной работы. Все стены и своды покрыты фресками. Их выполнили в одно лето 1684 года тридцать пять изографов во главе с Димитрием Григорьевым (имена художников перечислены на западной стене собора, под росписью «полотенец»).
У юго-западного угла Успенского собора стоит весёлая, нарядная, похожая на резную раскрашенную игрушку Надкладезная часовня конца XVII века, типично нарышкинской архитектуры — знаменитые «три восьмерика на четверике». Вторая Надкладезная (Пятницкая) часовня, также конца XVII столетия, стоит за оградой лавры, на берегу, к востоку от Введенской и Пятницкой церквей (обе — 1547 года). От последней она и получила своё название. Часовня утратила многие из украшений, «вросла в землю», но волнистая кровля с двумя световыми восьмеричками, тонкая скульптурная обработка входного портала, остатки наличников говорят о том, каким красивым было это небольшое здание, ждущее реставрации.
В конце XVII столетия в лавре перестроили старую, насчитывавшую около трёх столетий Трапезную. Возведённая вновь в 1686–1692 годах, она высится на подклете с открытым гульбищем, широкой лестницей, украшенная резными полуколонками, полуциркульными раковинами, наличниками со стилизованными виноградными гроздьями; «в шашку» красной, жёлтой, синей и зелёной краской расписана гладь стен. Внутри — большой зал с широким сомкнутым сводом, конструкция которого для XVII века была серьёзным инженерным достижением, долго остававшимся непревзойдённым. Живопись на стенах и сводах поздняя, XIX века, но для своего времени интересная. В церкви, отделённой от зала кованой позолоченной решёткой, привлекают внимание красивый резной иконостас и пол из брусков яшмы красно-коричневого тона.
Замечательное сооружение начала XVII столетия — комплекс Больничных палат с храмом Зосимы и Савватия, единственной шатровой церковью в ансамбле монастыря. Ещё не так давно она была закрыта убогой жилой застройкой и разрушалась. Долго работавший в лавре талантливый архитектор-реставратор И. В. Трофимов вернул былую красоту чудесному красно-белому храму с высоким гранёным шатром, украшенным зелёными поливными изразцами. Сейчас это один из живописнейших уголков лавры.
XVII веку принадлежит и Надвратная церковь Иоанна Предтечи, построенная «именитыми людьми» Строгановыми, крупнейшими купцами и промышленниками в 1693–1699 годах. Она потеряла четыре главы пятиглавия, но и в таком виде остаётся превосходным памятником. Её декор во многом повторяет декор Трапезной.