Стала першою мурованою будівлею монастиря після пожежі 1697, що знищила його дерев'яну забудову. Архітектор не відомий, збереглося лише ім'я «кам'яних справ підмайстра» С. Яковлева, який брав участь у будівництві. Дзвіниця зазнала капітальної перебудови у 1746–48 після землетрусу, внаслідок якого було порушено конструкції верхніх ярусів. Над першим ярусом, що вцілів, було зведено два нові. Відбудова проводилася під керівництвом арх. Й.-Г. Шеделя за участю українських майстрів І. Кучера, І. Лупини, І. Поламаренка та ін. Пишний ліплений декор виконали майстри з Жовкви – брати І. та С. Стобенські. Нова дзвіниця теж була триярусною. Її вінчала барокова баня з високим позолоченим шпилем. 1807 від удару блискавки баня згоріла. Відновлена 1812 у нових архітектурних формах. 1851–52 за проектом арх. П. Спарро надбудовано четвертий ярус з грушоподібною дерев'яною банею, вкритою позолоченою міддю. З встановленням радянської влади з дзвіниці було знято 12 дзвонів, серед яких два – з рельєфами у стилі бароко високої мистецької цінності: «Рафаїл» вагою 1,5 т, виконаний 1733 майстром І. Маториним, і «Орел» вагою бл. 1,0 т. Дзвіницю капітально ремонтували у 1950-х рр. (фасади, ліплення, баню, здійснено обміри і дослідження пам'ятки), у 1970-х рр. (фасади, заміна дерев'яних конструкцій бані, обрешетування, мідне покриття, позолота), з 1990-х рр. до 2003 (інженерне обстеження конструкцій, ремонт металоконструкцій, заміна перекриття над першим ярусом).

Чотириярусна, вимурована з цегли на вапняному розчині. Фундамент являє собою суцільну плиту, змуровану в нижній частині з цегляного бою, залитого вапняним розчином, у верхній – з цегли. В конструкції фундаменту використано дерев'яні лежні- в'язі. Глибина закладення (від сучасної денної поверхні) – 3,15 м. У муруванні цоколю трапляються окремі гранітні камені. Складається з чотирьох об'ємів, які поступово звужуються догори і завершуються грушоподібною позолоченою банею з ліхтариком і невеликою банькою з хрестом. Два нижні яруси прямокутні в плані, верхні – восьмикутні. Широкий проїзд у нижньому ярусі перекрито склепінням. Над ним розташоване приміщення, до якого ведуть гвинтові сходи в товщі мурування з північного боку проїзду. Три верхні яруси не мають міжповерхових перекриттів і відкриті назовні великими арковими отворами. Лише на східному і західному фасадах третього ярусу – овальні отвори, де раніше містився годинник.
Оздоблена у стилі бароко. Особливу цінність має архітектурний декор фасадів. Ярусність композиції підкреслено карнизами складного профілю. По вертикалі фасади членують пласкі пілястри, які посилюють стрункість споруди. Всі стіни вкрито соковитим, пишним ліпленням, як пласким, так і горельєфним. Поряд з орнаментально- стилізованим декором, що складається з гілок, листя, квітів, тут багато тематичних зображень: постаті геніїв з сурмами, голівки янголят, двоголові орли, маски тощо. На третьому ярусі в прямокутних рамах – зображення апостола Андрія Первозванного, князя Володимира Святославича (східний фасад), апостола Тимофія і архангела Рафаїла (західний фасад).
Ліплений декор неоднорідний за характером виконання. Орнамент низького рельєфу виконано безпосередньо на стіні, високі рельєфи відливались окремо і прикріплювалися до стіни цвяхами. Орнамент четвертого ярусу виконаний з відлитих з алебастру стандартних деталей, що повторюються. Ліплення зроблене з вапняного розчину, до деталей, що відливалися, до-дано алебастр. За складом тиньку ліплення третього ярусу дещо відрізняється від першого і другого.
Первісне пофарбування дзвіниці було поліхромним: тло стін – синє, ліплений орнамент – кольору слонової кістки, обличчя – жовті, волосся – чорне, вбрання – червоне, зелене та ін. У наступні роки і після надбудови четвертого ярусу дзвіницю фарбували в два кольори: біле ліплення на бірюзо-вому або зеленкуватому тлі. Цей принцип пофарбування збережений і тепер. У другому ярусі дзвіниці зберігся дзвін, відлитий київським майстром О. Петровичем 1705. Вага дзвону – бл. 13 т. Дзвін прикрашений рослинним орнаментом і є цінною пам'яткою художнього лиття в Україні.
Дзвіниця – яскравий зразок української барокової архітектури 18 ст. Її образ зберігає риси народної архітектури, вона надає ансамблю колишнього монастиря особливого мистецького звучання.
У приміщеннях першого ярусу дзвіниці у 1950–70-х рр. містилася лабораторія реставрації монументального живопису, тепер – фонди заповідника [1653].