Коломенский дворец был окружен каменной стеной с пятью воротами. Он был средоточием царски богатого поместья, хозяйственно устроенного. К нему тянулись огромные пойменные покосы, пахотные поля и заповедные рощи: охотники места вокруг Коломенского считали лучшими, особенно для охоты с кречетами и соколами.
Все годы своего царствования Алексей Михайлович постоянно заботился о своем коломенском дворце и украшал его. В 1673 году Петр Высоцкий, часовой мастер Оружейной палаты, сделал часы на дворцовую башню, которая венчала передние ворота, и устроил механику рыкающих львов. Органные мехи устроили в соседнем помещении, а самих львов обшили овчинами. Симеон Полоцкий такописывал их в своих стихах:
- Яко живые, львы глас испущают,
- Очеса движут, зияют устами,
- Видится, хочут ходити ногами.
Вот таким затейливым образом украсил «тишайший» царь Алексей Михайлович свою летнюю резиденцию. Иноземных гостей в Коломенском поражало необычное для европейской архитектуры многообразие теремов, затейливость крылец, чердаков и внутренних двориков. Все иностранцы стремились сюда, чтобы полюбоваться образцом затейливого русского зодчества.
Деревянный, на каменном фундаменте, дворец состоял из ряда пестрых зданий разного вида и разной величины. Тут были терема и башенки о шести переметах, чешуйчатые бочкообразные кровли зеленого цвета, навесы над крыльцами в виде шатра с витыми столбиками, решетки из причудливо точеных балясин, резные украшения, слюдяные окна с позолотой, расписанные затейливыми изображениями зверей, птиц и растений. Около 3000 слюдяных окон освещали 27 комнат. Цельность всем архитектурным формам, лишенным единого фасада, придавали роспись, резьба по дереву и керамика.
На наружных стенах царских комнат укрепили особые щиты с изображениями четырех частей света. Внутри дворец тоже был украшен очень причудливо: наличники рам оригинальной работы, печи с затейливо изукрашенными изразцами, идущие вдоль стен дубовые лавки и другие лавки, обитые разноцветными тканями.
Перед окнами «царской спальни-кабинета» стоял небольшой каменный «челобитный столб». В определенные часы дня в ящик, прикрепленный к тому столбу, все обиженные и притесняемые отпускали свои челобитные грамоты. И Государь после сам вынимал их, рассматривал и творил суд.
После смерти царя Алексея Михайловича дворец в некоторых частях перестроили в соответствии с пожеланиями нового царя. Так, весной 1681 года царь Федор Алексеевич повелел «отцовскую повалышу разобрать и на том месте поставить столовую». Работы по переделке выполнял крепостной крестьянин С. Дементьев, который между столовой и хоромами построил новые обширные сени с трехъярусными теремами с гульбищами и перилами вокруг них. Кровля столовой была украшена новым яблоком из красной меди — со львом, орлом и единорогом.
Не раз бывал в Коломенском и Петр I, например, после Азовского похода и после Полтавской битвы. Победив шведов, в декабре1709 года русский царь прибыл из Санкт-Петербурга в Коломенское, где у него 18 числа родилась дочь — будущая императрица Елизавета Петровна.
Царь, царица и царские дети жили в отдельных теремах. В самом большом тереме протекала затворническая жизнь Натальи Кирилловны Нарышкиной. Мать Петра I редко покидала свой терем, так как даже за пышными приемами она могла наблюдать только исподволь: присутствовать на приемах царицы не имели права.
В XVII веке на Государев двор въезжали через Дворцовые (Передние) ворота, которые имели две арки — проездную и проходную.
Подъезжать к дворцу имели право немногие: большинство посетителей входили во дворец пешими и без оружия.
К одной из сторон Передних ворот примыкали Полковничьи палаты — помещения охраны, ледники, Сухой (Фряжский) погреб, кладовые для фруктов. Все эти строения вместе с Поваренной, Уксусной и Ключничьей палатами некогда составляли ансамбль Сытного двора, который предназначался только для приготовления напитков к царскому столу.
Любопытные воспоминания о посещении села Коломенское оставил голландский путешественник Брюин. Рассказывая о поездке вапреле 1702 года в лодках, он пишет: «Сорок лодок ждали нас подле загородного двора фельдмаршала Бориса Петровича Шереметева, против Воробьевых гор на Москва-реке. Царь с царевной сестрою, в сопровождении боярынь и множества бояр, офицеров русских и иностранных, голландский резидент и несколько иностранных купцов с женами, в сорока шлюпках, каждая в 10 или 12 весел, отправились в Коломенское. Гребцы были одеты в белые голландские рубахи с кружевами. Общество прибыло в восемь часов вечера в Коломенское, где приготовлен был роскошный ужин. На другой день снова пировали в Коломенском дворце при звуках музыки». В своих записках Брюин упоминает, что против Коломенского дворца через Москву-реку был возведен мост, который разводили, чтобы пропускать идущие по реке лодки и суда.