В конце XV―XVI вв. началось строительство каменных оборонительных линий во многих русских городах. В 1492 г. были построены стены и башни пограничного с Ливонским орденом Ивангорода. На рубеже веков было завершено возведение башен и крепостных стен новгородского и псковского кремлей. В 1508―1511 гг. под руководством Петра Фрязина был построен каменный кремль в Нижнем Новгороде, а несколько позднее аналогичные крепостные укрепления из красного кирпича были воздвигнуты в Туле (1514―1521), Коломне (1525―1531), Зарайске (1531), Серпухове (1556) и других русских городах. Тогда же подверглись капитальной перестройке укрепления и многих знаменитых монастырей, в том числе Троице-Сергиева, Пафнутия-Боровского, Симонова, Кирилло-Белозерского, Иосифо-Волоцкого и Соловецкого. А своеобразным итогом развития русского крепостного зодчества этого периода стал знаменитый смоленский кремль, построенный в 1580-х гг. под руководством все того же Федора Коня, который современники за изумительную красоту называли «ожерельем земли Русской».
Строительство культовых зданий в этот период развивалось, в основном, по двум направлениям: 1) возведения монументальных храмов и 2) создания небольших посадских, сельских и монастырских церквей. Значительное строительство небольших приходских храмов заставило русских зодчих и мастеровых обратиться к новым техническим и художественным приемам. Поэтому, начиная с 1520-х гг., стали повсеместно возводиться бесстолпные с единым нерасчлененным пространством храмы, что достигалось за счет усовершенствования системы сводчатых перекрытий.
Другое направление в развитии культового зодчества возникло под влиянием строительства Успенского и Архангельского соборов Московского Кремля, которые отличались особой монументальностью и изысканным внешним декором. В подражание кремлевским соборам в первой половине XVI в. были построены монументальные храмы во многих русских городах и монастырях, в частности в Хутынском монастыре под Новгородом, в Лужицком монастыре под Можайском, во Владычнем монастыре под Серпуховом, в Ростове, Дмитрове, Тихвине и других городах. Но, безусловно, настоящими шедеврами культового зодчества стали Смоленский собор Новодевичьего монастыря (1524―1525), Пятницкая и Введенская церкви Троице-Сергиева монастыря (1547) и Успенский (1552―1557) и Преображенский (1556―1566) соборы Соловецкого Спасо-Преображенского монастыря.
Характерным явлением в русском зодчестве всего XVI века стало развитие «вертикализма», начало которому положила колокольня Ивана Великого в Кремле. Именно в таком «столпообразном», или «шатровом» стиле в 1520—1540-х гг. было построено несколько десятков замечательных культовых зданий, в частности храм Святого Георгия в Хутынском монастыре под Новгородом, церковь-колокольня Болдина монастыря под Дорогобужем, Георгиевская церковь в селе Коломенском под Москвой, церковь Иоанна Предтечи в селе Дьяково под Москвой, кафедральные храмы Покровского и Спасо-Евфимьего монастырей в Суздале и знаменитая церковь Преображения Господня в селе Острове под Москвой.
Новый период в развитии русского зодчества связан со строительством изумительного по своей органике и красоте храма Вознесения в селе Коломенском под Москвой в 1532 г., возведенного честь рождения будущего царя Ивана Грозного. Этот величественный пятидесятивосьмиметровый храм, устремленный своим «шпилем» в небо, имел удивительную форму: верхний восьмигранный шатер покоился и органически сливался с четырехугольным зданием самого храма («восьмерик на четверике»). Но самым знаменитым шедевром русской шатровой архитектуры XVI века стал девятикупольный собор Покрова на Рву, более известный как храм Василия Блаженного или Покровский собор (1555—1561), сооруженный в честь взятия Казани. Это величественное здание, воздвигнутое на «лбу» Красной площади, создавалось в течение шести лет под руководством замечательных русских зодчих Бармы и Постника Яковлева.
Вопрос об их авторстве и даже исторической достоверности этих выдающихся зодчих средневековой Руси до сих пор является предметом давней научной дискуссии, что отчетливо видно при прочтении работы известного московского краеведа Е.И. Осетрова «Мое открытие Москвы» (1987). Позднее, в 1596 г., к Покровскому собору был пристроен еще один придел, возведенный над погребением одного из самых почитаемых на Руси юродивых Василия Блаженного, после чего он и получил свое новое неофициальное название.