Собор було відбудовано у 1630 році й заново освячено тільки в 1636 році, як про це свідчив напис на дерев’яному напрестольному хресті: «Освятися алтарь сей Господа и Бога и Спаса нашего Иисуса Христа и водружен бысть крест сей в церковь Пречистая Богородицы честнаго ея Рождества 7144 года января в двадесятый день…». Довгий час ця дата вважалася датою заснування мурованого собору, проте історичні джерела її не підтверджують.
У 1654 році вже згадуваний нами секретар Антіохійського патріарха Макарія Павло Алеипський проїздом з Києва до Москви відвідав Мовчанський монастир і залишив нам його опис: «Монастир на околиці міста, на високому пагорбі, що підноситься над навколишніми землями, а перед ним унизу тече річка. Він весь мурований. Під спів ми піднялися по високих сходах у святу церкву. Вона має великий склепінчастий купол, оточений великою галереєю, звідки відкривається чудовий краєвид на річку і поля. Коло цієї церкви є інша — мала.
В ім’я Нерукотворного образу, і поблизу неї красива дзвіниця. Кругом великого купола є ще високі куполи. Під цією церквою багато підвалів, склепи і монастирська трапезна з церквою в ім’я Св. Антонія. Склепи в цій країні мають вигляд красивих житлових приміщень з горбоподібним мурованим склепінням: всередині їх маленькі віконця, в яких ставлять свічки недільними і святковими ранками…». У соборі Антіохійський патріарх Макарій відслужив літургію, а в нижній церкві — панахиду на могилі Ієремії, митрополита Акрського. Поряд з Ієремією було і поховання грецького єпископа Неофіта. Вони належали до численної громади грецьких єпископів, котрі в XVI-XVII століттях їздили вижебрувати фінансову допомогу до Москви. Ці двоє десь у 1640-х роках занедужали, проїжджаючи через Путивль, і тут померли.
Отже, за результатами комплексного аналізу архівних та літературних джерел нами встановлено, що монастирські собор Різдва Богородиці, мури з наріжними баштами і надбрамного (нині це перший ярус надбрамної дзвіниці) було зведено в один будівельний період, який можна приурочити до двох дат: 1602-1604 років. У подальшому всі ці споруди зазнали перебудов.
На підставі натурних досліджень, аналізу текстових й іконографічних джерел можна зробити висновки, що у XVII столітті монастирська територія, обмежена оборонними мурами, в плані становила неправильний шестикутник, витягнутий з заходу на схід згідно з обрисами гори, периметром близько 300 метрів. Надбрамна башта розташована з заходу, з боку міста. Стіни мали незначну висоту — не більше 5,5 метрів при товщині від 2,0 до 4,5 метрів (за літературними джерелами). Усі башти, крім надбрамної, були циліндричними й мали діаметри 6-8 метрів. їх було не менше п’яти. Донині збереглися нижні частини двох із них, а також квадратна в плані надбрамна башта, перебудована на дзвіницю. Всі укріплення, окрім надбрамної башти, збереглися в первісних формах до 30-х років XIX століття, коли їх стали планомірно руйнувати при подальшій розбудові монастиря. Тоді саме було зроблено словесні описи башт і мурів, щоправда досить узагальнені.
Собор Різдва Пресвятої Богородиці є центральною спорудою і в оборонній системі, і в архітектурній композиції монастирського комплексу. Розташований він посеред подвір’я. Цей собор — явище в українській архітектурі цілком унікальне. Ця унікальність пов’язана з незвичайністю форм споруди і наявністю двох основних будівельних етапів. Раніше висловлювалися гіпотези, що теперішній храм — це лише частина стародавньої, набагато більшої споруди, можливо, хрещатої п’ятидільної; або, навпаки, що собор є пізньою прибудовою до стародавньої фортечної башти, перетвореної на вівтар. Обидві ці гіпотези не знайшли підтвердження.
Нині собор є складною структурою, яку утворюють три висотні об’єми типу «восьмерик на четверику», скомпоновані «глаголем» і оточені з заходу й півдня аркадою-галереєю. До найвищої вежі центрального приміщення собору (нави) зі сходу прилягає вівтар, а з півночі — бічний вівтар Святих Зосима і Саватія, Соловецьких чудотворців. З південного боку в 1762 році було влаштовано симетричний бічний вівтар в ім’я Святих Симеона і Сави, Сербських чудотворців (не зберігся). Храм двоповерховий, тобто на підкліті, за московськими взірцями. У верхньому храмі містився головний престол Різдва Пресвятої Богородиці, у нижньому — престол в ім’я Собору Пресвятої Богородиці.
Урівні підклітку всі три частини храму мають перев’язку мурування, а отже можна зробити висновок про те, що будувалися вони одночасно. Центральне приміщення перекрито системою хрестових склепінь, що спираються на квадратний стовп у центрі; східне приміщення перекрито циліндричним склепінням з розпалубками, північне — хрестовим. Функціональне призначення цих приміщень таке: центральне — тепла церква Собору Богородиці, яка могла первісно слугувати монастирською трапезною, на що прямо вказує Павло Алеппський у 1654 році (архітектурне вирішення цього інтер’єру типове для трапезних палат в Московії XVI століття); східне приміщення — вівтар; північне — ризниця. Під ризницею є однокамерний підвал із входом знадвору. Збереглися первісні дверні й віконні отвори, які мають аркові перемички. Дверні отвори — з чвертю без укосів, віконні — з чвертю і зовнішніми й внутрішніми укосами. Ці архітектурні риси характерні для московської архітектури другої половини XVI століття. Збереглися також дві стрільниці (бійниці) нижнього бою: у південній стіні вівтаря -з чвертю і внутрішніми укосами; у східній стіні ризниці — така сама, тільки з подвійною чвертю. Це — свідчення того, що монастирський собор первісно мав виконувати оборонні функції.