Возле храма возвышается двухъярусная шатровая колокольня высотой 46 метров. Рядом с ее западным входом надпись: «Во славу Святыя, единосущныя, животворящие и нераздельныя Троицы, Отца и Сына и Святаго Духа, при блаженныя и вечно-достойныя памяти Ея Императорского Величества Государыни Императрицы Екатерины Алексеевны Самодержицы Всероссийской, начася колокольня сия старанием донских атаманов и казаков, при войсковом атамане Андрее Иванове сыне Лапатене 1725 года, а совершися при оном же атамане 1730 года и подписася при милостивейшей Великой Государыне Императрице Анне Иоанновне Самодержице Всероссийской 1733 года, генваря 1 дня»

Первый этаж её состоит из огромного поверх земного со сводом погреба, с железною дверью и двумя таковыми же окнами, обнесённого кругом широкой кирпичной террасой, утвержденною на таковых же арках. Терраса эта до 1800 года была обнесена вокруг дубовым, раскрашенным крыльцом. Второй этаж состоит из большой четырёхгранной со сводом комнаты, имеющей с западной стороны железную дверь, а с прочих трёх сторон по два с железными решётками и таковыми же притворами окна. В сём этаже находились старые Войсковые дела, из оставшихся от Войсковых Присутственных мест и некоторых бывших станиц города Черкасска. Поверх массивного «четверика» стоит более изящный «восьмерик». Раньше он разделялся на две кладовые комнаты, с приделанными к стенам полками, на которых лежали разных годов Войсковые дела. На третьем этаже находятся все колокола.

Кровля колокольни покрыта плоским жжёным кирпичом; впрочем, как видно из описи церковной, составленной в 1817 году, прежде сего она покрыта была листовым железом и окрашена зелёною медянкою. Вверх от крыши выведен каменный осьмигранный шпиль с 40 сквозными пролётами, или круглыми окнами, в которых, во время пребывания здесь Войскового Правительства, при иллюминациях в высокоторжественные и прочие дни, ставилось до 450 плошек. Сверх шпиля находится небольшая глава, покрытая листовым железом и окрашенная зелёною краскою, над которой возносится прекраснейшей работы крест, украшенный звёздами и вызолоченный червонным золотом.