Башня была сооружена в 1491 году в период княжения Ивана III архитектором Пьетро Антонио Солари, о чём спасская башня свидетельствуют белокаменные плиты с памятными надписями, установленные на самой башне. Первоначальное наименование башни — Фроловская — происходит от церкви Фрола и Лавра на Мясницкой улице, куда вела дорога из Кремля через эти ворота. Церковь не сохранилась до наших дней.
При постройке башня была приблизительно вдвое ниже. В 1624-1625 годах английский архитектор Христофор Галовей при участии русского мастера Бажена Огурцова возвели над башней многоярусный верх в готическом стиле (в пятом ярусе имеются аркбутаны) с элементами маньеризма (несохранившиеся обнаженные статуи-«болваны»), образное решение которого восходит к башне ратуши в Брюсселе (окончена в 1455 г.), заканчивающийся каменным шатром. Фантастические фигурки — элемент декора — при царе Михаиле Федоровиче наготу которых стыдливо прикрыли специально сшитыми одеждами. В середине XVII века на главную башню Кремля водрузили первого двуглавого орла, являвшегося гербом Российского государства. Впоследствии двуглавые орлы появились на Никольской, Троицкой и Боровицкой башнях.
Знаменитые часы-куранты на башне существуют с XVI столетия и они постоянно видоизменяясь. Новые часы изготовили в 1625 году на Спасской башне под руководством английского механика и часовых дел мастера Христофора Галовея. С помощью специальных механизмов они «играли музыку», а также отмеряли время дневное и ночное, обозначенное буквами и цифрами. Цифры обозначались славянскими буквами, стрелок на циферблате не было.