Но основать новую династию Борису Годунову не пришлось — слишком сильны были его противники, знатные семейства князей Шуйских и бояр Романовых.
После смерти царя Бориса в 1605 году в России началась ожесточённая борьба за власть. Она сопровождалась заговорами, появлением царей-самозванцев и иностранной интервенцией. Период 1605–1612 годов вошёл в историю под названием Великой Смуты.
В 1612 году народное ополчение во главе с князем Дмитрием Пожарским и купцом из Нижнего Новгорода Кузьмой Мининым после упорных боёв с поляками, длительной осады Китай-города и Кремля освободило Москву от интервентов. По свидетельству современников, перед вошедшими в Кремль предстала картина полного запустения. Церкви были ограблены и осквернены, значительно пострадала царская сокровищница, все деревянные постройки были разобраны на дрова и сожжены. Всем миром москвичи стали расчищать кремлёвский холм от всего, что напоминало о захватчиках.
В начале 1613 года в Грановитой палате Кремля был созван Земский собор, который избрал на царство шестнадцатилетнего Михаила Фёдоровича Романова — первого царя новой династии, правившей в России триста лет. В 1635–1636 годах «каменных дел подмастерья» Бажен Огурцов, Антип Константинов, Трефил Шарутин и Ларион Ушаков возвели для царя Михаила Фёдоровича Теремной дворец с приёмными залами и жилыми покоями. Его живописный силуэт, высокая кровля и яркий декор придали парадной половине Государева двора празднично-нарядный облик.
XVII век был настолько насыщен событиями, что люди, жившие в это столетие, назвали его «бунташным». При этом они имели в виду не только восстания и войны, но и сам характер жизни русского общества. Середина XVII века была отмечена глубоким идеологическим кризисом, вошедшим в историю под названием Великого раскола. Его причиной стала реформа русской церкви, вдохновителем которой был царь Алексей Михайлович — сын царя Михаила Романова, а проводил её на первых порах царский любимец — патриарх Никон.
В 1652–1656 годах, в период взлёта своей карьеры, Никон перестроил патриарший дворец в Кремле. Исполнителями заказа были русские мастера Алексей Корольков и Иван Семёнов. Особое восхищение современников вызывал парадный зал дворца — Крестовая палата, где заседали церковные соборы и устраивались пиры в честь высоких гостей. В каменных палатах дворца хранились сокровища Патриаршей ризницы, не менее ценные, чем Государева казна.
При всей устойчивости средневекового быта, в XVII столетии в него стали проникать элементы новой европейской культуры. Так, во времена царя Алексея Михайловича началось увлечение театром. Для спектаклей придворной труппы использовались кремлёвские палаты боярина И. Д. Милославского, тестя царя Алексея Михайловича, выстроенные в начале 1650-х годов. И хотя в дальнейшем это здание неоднократно меняло своё назначение, в историю оно вошло под названием Потешного дворца (слово «потеха» означает «развлечение, забава»).
Во время царствования Алексея Михайловича значительно вырос и усложнился государственный аппарат. В 1675–1680 годах было возведено новое двухэтажное здание приказов, которое протянулось вдоль бровки холма, от Архангельского собора почти до Спасской башни. Оно завершило формирование ансамбля Ивановской площади, на противоположной стороне которой к этому времени поднялись новые корпуса и храмы Чудова монастыря, и придало более законченный вид панораме Кремля со стороны Москвы-реки.
В 1620–1680-е годы получили ярусные шатровые завершения угловые и проездные башни Кремля (кроме Тайницкой и Никольской). Промежуточные башни, и особенно башни южной, речной стороны, были надстроены скромными низкими шатрами, не мешавшими обзору кремлёвских соборов и дворцов.
К концу XVII века Кремль достиг своего расцвета. Самобытная красота и выразительность его архитектурно-художественного ансамбля вызывала у современников не только искреннее восхищение, но и образное сравнение с райским градом Иерусалимом.
Вместе с XVII столетием закончился средневековый период русской истории с его традиционной культурой, устоявшимся бытом, представлениями о мироздании. «Златоглавая матушка Москва» выполнила свою миссию собирания земель и создания единого Российского государства.
Новый, XVIII век, начался бурной преобразовательной деятельностью Петра I. В 1712 году столица России была перенесена на берега Невы в город святого Петра — Санкт-Петербург.
А для Москвы (так уж случилось) первый год нового столетия начался страшным пожаром в Кремле. Пётр I приказал в его выгоревшей части, между Троицкой и Собакиной башнями, строить Арсенал (Цейхгауз). Шла Северная война, и Карл XII готовил поход на Москву. В связи с этим Кремль был укреплён бастионами и рвами. После знаменитой победы под Полтавой опасность миновала.
Здание Арсенала было достроено только в 1736 году императрицей Анной Иоанновной.
В XVIII и XIX веках Успенский собор Московского Кремля по-прежнему оставался главным храмом России. Как в старину, так и теперь здесь освящалась высшая государственная власть. Для пышной церемонии коронации в Кремль приезжали все императоры и императрицы. Но древний Кремль всё меньше и меньше отвечал требованиям престижа, комфорта и вкуса Нового времени. Неизбежно он стал менять свой облик. На месте древних палат и церквей, владений бояр и монастырей стали появляться современные дворцы.
В 1749–1753 годах были разобраны палаты Государева двора XV века, и на их основаниях Ф. Б. Растрелли возвёл в стиле барокко новый каменный Зимний дворец, выходивший одной стороной к Соборной площади, а другой — к Москве-реке.
В 1756–1764 годах между Благовещенским и Архангельским соборами, на месте древнего Казённого двора, архитектор Д. В. Ухтомский возвёл здание галереи Оружейной палаты, в которой должны были разместиться сокровища царской казны. Но через несколько лет здание снесли в связи с предполагавшейся грандиозной перестройкой Кремля по проекту В. И. Баженова и возведением нового дворца. Замысел не был осуществлён, но в результате сносов, которые предшествовали строительству, Кремль потерял многие древние здания, была оголена и больше не застраивалась юго-восточная часть бровки холма.
В 1776 году по проекту М. Ф. Казакова был построен так называемый Архиерейский дом.
Это небольшое, но представительное здание в стиле классицизма оформило угол Чудова монастыря и сделало более чётким пространство Ивановской площади Кремля.
В 1763 году императрица Екатерина II разделила Сенат на департаменты и два из них перевела в Москву. Для строительства здания Сената был отведён участок в Кремле, между Чудовым монастырём и Никольской улицей. Архитектор М. Ф. Казаков учёл его конфигурацию и в 1776–1787 годах возвёл сооружение в форме равнобедренного треугольника с внутренним двором. Купол Сената, увенчанный статуей Георгия Победоносца, поднялся над крепостной стеной и усилил композиционную связь Кремля с Красной площадью. Новое здание, построенное в стиле классицизма, расположилось напротив Арсенала и образовало цельный ансамбль Сенатской площади, соединив в памяти потомков имена двух наиболее известных правителей и реформаторов России XVIII века — Петра I и Екатерины II.
Новый этап в понимании роли и ценности Кремля нашёл отражение в проекте его перестройки архитектора М. Ф. Казакова 1790-х годов. Он также предусматривал создание в Кремле регулярных, «правильных» площадей, классических дворцов и правительственных зданий. Но, в отличие от проекта В. И. Баженова, бережно сохранял древние памятники, считая необходимым придерживаться определённого расстояния между старыми и новыми строениями. И хотя этому проекту также не суждено было осуществиться, он утвердил сложившееся к концу XVIII века представление о Кремле как о едином художественном ансамбле.
Начало XIX века стало переломным моментом в судьбе кремлёвских сокровищ. В 1806 году император Александр I подписал указ «О правилах управления и сохранения в порядке и целости находящихся в Мастерской и Оружейной палате древностей». В том же году на месте Троицкого подворья и Цареборисова двора начали возводить специальное здание музея. К 1810 году строительные работы были завершены, главный фасад музея украсили барельефы на темы отечественной истории, а аттик был увенчан статуями выдающихся просветителей России. Архитектор И. В. Еготов сумел не только вписать новое протяжённое здание в ансамбль существовавшей Сенатской площади, но и создать между музеем, Троицкой башней и Арсеналом ещё одну небольшую площадь Кремля, получившую название Троицкой.
Но сразу разместить музей в новом здании не удалось. В июне 1812 года армия Наполеона перешла границу России. Отступая, русская армия вынуждена была оставить Москву. Царская сокровищница была вывезена в Нижний Новгород. Только в 1814 году, после ремонта, в здании архитектора И. В. Еготова был открыт первый музей отечественной истории, получивший название Московской Оружейной палаты. Перед широкой публикой предстали древние государственные регалии, троны, коронационные одежды, золотая и серебряная посуда, личные царские вещи, старинное оружие, трофеи Полтавской битвы и памятники Отечественной войны 1812 года.