W końcu XV wieku został otoczony wysokimi ceglanymi murami na planie trójkąta z 18 basztami (w XVII wieku dobudowano jeszcze dwie i obecnie jest ich 20). Długość murów wynosi 2235 m, wysokość od 5 do 19 m, grubość − od 3,5 do 6,5 m. Najwyższą basztą jest Wieża Troicka o wys. 79,3 m. Po bitwie pod Kłuszynem hetman Stanisław Żółkiewski na prośbę bojarów 9 października 1610 roku zajął Kreml, w związku z czym do 7 listopada 1612 roku okupowała go polska załoga wojskowa pod dowództwem Aleksandra Korwina Gosiewskiego i Mikołaja StrusiaSamuel Maskiewicz: „Pamiętnik”, s. 33–34 [dostęp 25-08-2008], s. 136Tomasz Bohun: „Moskwa 1612”, Bellona 2007, s. 52–54. W okresie od 1702 do 1736 roku powstał budynek Arsenału, w latach 1776−1787 budynek Senatu.
Po ustanowieniu władzy sowieckiej stolicę przeniesiono z powrotem do Moskwy i Kreml znów stał się centrum politycznym państwa. W październiku 1917 roku, w wyniku ostrzału artyleryjskiego, uszkodzone zostały m.in. Baszta Spasska, Baszta Nikolska, Baszta Beklemiszewska i prawie wszystkie kremlowskie świątynie.