В 1654 — 1659 гг. была выстроена каменная восьмигранная шатровая колокольня в характерных для XVII в. архитектурных формах. В 1869 г. по распоряжению епископа Палладия, считавшего, что колокольня кафедрального собора Вологды должна превышать все остальные колокольни в епархии, губернскому архитектору В. Н. Шильдкнехту была поручена перестройка ее. Шатер колокольни был разобран, и на старом восьмигранном основании возведена существующая в настоящее время колокольня со стрельчатыми арками звона.
Достопримечательностью колокольни являются куранты, изготовленные на фабрике братьев Бутеноп в Москве в 1871 году. Они и сегодня — главные часы города. На площадке звона — уникальная коллекция колоколов XVII–XIX вв. Сохранились многочисленные колокола XVII в. Некоторые из них носят интересные названия, как то: Большой или Праздничный (1687 г.), Водовоз или Великопостный (1643 г.), Часовой (1627 г.), Архангельский (1689 г.), Большая Лебедь (1689 г.), Малая Лебедь (1656 г.) и другие. С верхней площадки колокольни, устроенной на уровне основания барабана главы, открывается чудесный вид на город, реку и вырисовывающийся вдали Спасо-Прилуцкий монастырь.
Глава колокольни позолочена. Последнее золочение проводилось в 1982 году, на него ушло 1,2 кг сусального золота.
Подробнее о колокольне