Кремль был расположен на самой высокой и защищённой точке холма, занимая главенствующее положение в городе. С севера и юга подступы к кремлю были затруднены естественными обрывистыми склонами, с запада преградой служил глубокий ров длиной 426 м. С востока к кремлю примыкал посад, развивавшийся в восточном направлении.
До наших дней кремль не сохранился: он неоднократно горел и после пожара 1704 года не восстанавливался, так как к тому времени потерял военное значение. В XVII—XVIII веках на этом месте располагался Никольский женский монастырь, основанный в 1584 году, и погост (кладбище) при нем. В 1601 году в этот монастырь из Москвы была сослана Борисом Годуновым опальная боярыня Мария Шестова, бабушка царя Михаила Романова. Вскоре после этого она умерла и была похоронена на кладбище при монастыре.
Самое раннее и полное описание города того времени приводится в росписи (акт приёма-передачи крепости) от 9 августа 1613 года, когда воевода А. П. Вельяминов передавал полномочия своему преемнику Ф. И. Михалкову. Согласно этому документу, городские укрепления имели пять башен, из которых две были въезжие (Введенские и Никольские ворота), а также четыре башни острога. На воротах и башнях стояли артиллерийские орудия (пищали). Непосредственно к крепостным сооружениям примыкал посад, а также комплексы Никольского и Троицкого монастырей, которые замыкались стенами острога, протянувшимися вдоль берегов Волги и Чебоксарки.
Крепостные стены кремля были рубленными в две стены с перегородками, заполненные землёй и камнями. В верхней части стены, по всему её периметру, проходила смотровая площадка, покрытая тёсовой крышей. Посад, где было сосредоточено торгово-ремесленное население, ограждался стеной в виде частокола из толстых, заострённых сверху, брёвен.