В ту пору, укрепляя мощь единого Русского государства, московский князь предпринял строительство нового кремля в своем государевом городе Москве, а в Новгороде приказал реконструировать кремлевские стены и башни. В эти годы в архитектуре Детинца возникли некоторые элементы, сближающие его с московской крепостью, но в целом он сохранил свой старый новгородский характер, чуждый какого бы то ни было декоратизма: Детинец остался таким же суровым, прочным и могучим — его башни, разделяющие прясла стен, стоят, как богатыри, бдительно несущие дозор.
Значительно позже, уже при Петре I, над Детинцем выросла дозорная башня Кокуй (или, как записано в документах той поры, «осмотрительная всего города башня»), которую в XVIII–XIX веках стали называть попросту каланчой. Построена она московским «каменных дел подмастерьем» Семеном Ефимовым. Это самая высокая башня Детинца, с ее смотровой площадки открывается великолепный вид на город и окрестности. Сейчас в башне Кокуй размещается музей реставрации новгородских памятников архитектуры.
Севернее Кокуя располагается сооруженная в XVI веке Покровская башня, отличающаяся от других тем, что сильно выдается за пределы стен Детинца: бойницы ее верхнего яруса нависают над рвом, и благодаря этому защитники крепости могли легко отбивать атаки наступающих, даже если те сумели преодолеть водную преграду и добрались к подножию кремлевской стены. Башня хорошо защищена от артиллерийского обстрела своими толстыми трехметровыми стенами.
В северной части Детинца стоят Федоровская и Митрополичья башни; они круглые, с несколькими бревенчатыми настилами внутри. Интересны и другие башни: Княжья, Дворцовая, Спасская, Владимирская, у каждой из которых есть свои особенности. Проездная Владимирская башня на ночь закрывалась дубовыми воротами и решеткой, а над четырехгранным шатром Спасской башни была устроена маленькая смотровая площадка.
В южной части Детинца некогда был Воеводский двор, который сейчас раскапывают археологи, а у восточной стены кремля стоит церковь Андрея Стратилата, предположительно возведенная в XIV веке. Ее построили на руинах храма Бориса и Глеба (XI век). Стоит здесь и самое древнее из сохранившихся на северо-западе России каменных зданий — Софийский собор. Он на целое столетие старше собора Парижской Богоматери. И если знаменитый французский храм строился полтора столетия, то Софийский собор соорудили всего за пять лет: первый камень в его фундамент был положен в 1045 году, а уже в 1050 году его величественные купола вознеслись над курными избами холопов и затейливыми, но тоже бревенчатыми боярскими хоромами. Это был главный собор Новгорода Великого, в течение многих столетий он был центром религиозной и политической жизни города: в тайниках Софии хранилась городская казна, здесь собирался Совет Господ, здесь принимали послов от великого князя и дипломатов-иностранцев. Отсюда после торжественного моления уходили на поля сражений новгородские ратники, в течение многих столетий защищавшие от иноземных захватчиков северо-западные рубежи нашей Родины.