În cele patru colţuri se află turnuri înguste de plan pătrat. Pe laturile de vest şi de nord sunt chiliile ridicate între 1843-1846 şi transformate cu ocazia restaurării generale.
            Cu 42 de metri pe verticală şi numai 9,60 metri pe lăţime, biserica Mănăstirii Dragomirna este cea mai înaltă din Moldova şi deosebit de îngustă, ceea ce-i dă zvelteţe, o eleganţă ieşită din comun.
            Planul edificiului este dreptunghiular, alungit, numai cu o singură absidă poligonală spre apus. Brâul-torsadă (funie împletită în trei, semn al unităţii de neam şi de credinţă) care încinge clădirea pe mijloc şi o decorează în interior, vine din Ţara Românească, dar trebuie căutat în Georgia sau Armenia. Ferestrele gotice urcă privirile către turla din piatră ornamentată geometric, de inspiraţie caucaziană cu corespondent numai la biserica Trei Ierarhi (Iaşi), piatră cioplită magnific în locul policromiei tradiţionale. Monumentalitatea impresionează şi la interior (nervuri de piatră cu profile în torsadă, rozete, pavimente înălţate progresiv în şapte trepte de la pridvor la altar) creând o dinamică spaţială neobişnuită, impunătoare, contribuţie la desăvârşirea ansamblului – “una dintre cele mai importante realizări ale arhitecturii medievale din Moldova” (V. Drăguţ). După 1620 creşterea pericolului atacurilor turceşti, tătăreşti, polone, căzăceşti, îl determină pe voievodul Miron Barnovschi să înconjoare mănăstirea cu ziduri din piatră (patrulater, 11 metri înălţime), turnuri de colţ pătrate, metereze, puternice contraforturi şi turn de clopotniţă cu gang de intrare (paraclis) marcat de o expresivă stemă a Moldovei medievale deasupra arcadei împodobite cu rozete şi motive florale în piatră. Incinta adăposteşte şi trapeza, marea sală cu bolţi ogivale susţinute central de un stâlp octogonal. În vecinătate se păstrează biserica mică, bine proporţionată, sobră, cu elemente constructive ce denotă influenţe munteneşti şi anunţă renunţarea la unele canoane (pridvor deschis, trei ferestre la altar).

            Biserica mănăstirii deţine splendide fresce doar în Sfântul Altar şi naos, rămânând încă necunoscut dacă pronaosul şi pridvorul au fost pictate şi dacă pictura s-a pierdut de-a lungul vremii. Realizată de zugravii, meşteri locali, Crăciun, Ignat, Mătieş şi Gligorie, pictura constituie un alt element inovator care constă în noua concepţie de alegere şi tratare a temelor, dar şi în noi modalităţi de realizare, strâns legate de arta iconografică şi miniaturistică. Artiştii s-au concentrat asupra naosului (Pantocrator, medalioane) reuşind un ansamblu unitar presărat cu elemente ale mediului înconjurător, armonios cromatic, relevant: “Privind cupola şi arcada cu neverosimila splendoare ce reiese din îngemănarea arhitecturii cu pictura şi cu lumina solară, capeţi o impresie asemănătoare cu cea pe care scriitorul Procopie a avut-o contemplând uriaşa cupolă a ctitoriei lui Justinian, Sfânta Sofia … că se sprijină mai puţin pe zidărie, fiind parcă atârnată cu un lanţ de aur de înaltul cerului” (P. Comarnescu).
            Catapeteasma de lemn aurit (1613) a fost adusă de la Mănăstirea Solca. Una din pietrele tombale (pridvor) poartă inscripţie grecească în memoria arhitectului Epicrates (sec. II-I i.H.) şi se spune că ar acoperi mormântul meşterului Dima, presupus constructor al bisericii; lespedea funerară albă, fără inscripţii (pronaos) pune semn, se crede, pe locul de veci al ctitorului, Anastasie Crimca (1629).
            Originar din Suceava, fiu al negustorului Ioan Crimca şi al cneaghinei Cârstina, Anstasie îmbracă de tânăr haina monahală la Mănăstirea Putna. Aici îşi va forma personalitatea ce se va manifesta mai târziu în toată activitatea vieţii sale de ierarh, patriot, om de cultură şi mai ales de artist. Va urca treptele cele mai înalte ale ierarhiei bisericeşti, ajungând la 1608 Mitropolit al Moldovei. În vara anului 1600, depunea jurământ de credinţă lui Mihai Viteazul, care intrase fără luptă în Cetatea de Scaun a Sucevei, reuşind să unească pentru prima dată cele trei ţări româneşti.
            La Dragomirna, Mitropolitul Anastasie Crimca a iniţiat o şcoală de miniaturişti şi caligrafi care în decursul vremii a devenit “o ultimă înflorire şi sclipire a miniaturisticii româneşti”. Din opera creată la şcoala de la Dragomirna se mai păstrează cinci manuscrise în Muzeul de artă veche: două Tetraevangheliare, două Liturghiere şi o Psaltire, copiate şi ilustrate de Anastasie Crimca şi ucenicii săi, demonstrând originalitatea şi talentul miniaturiştilor moldoveni.
            În dreapta turnului-clopotniţă de la intrarea în incinta mănăstirii, într-o sală de mari dimensiuni, cu bolţi gotice ogivale, sprijinite la mijloc de un stâlp octogonal, este amenajată expoziţia de artă bisericească de la Dragomirna. Muzeul mănăstirii însumează mărturii valoroase ale creaţiilor de cultură şi artă medievală: cruce sculptată în abanos (1542), evangheliar cu ferecătură (1557), acoparăminte de vase liturgice (1559), broderie cu fire de aur şi argint (1598), lumânarea ce s-a aprins la sfinţirea bisericii mari, ferecături de cărţi din argint aurit (Grigore Moisiu). De mare valoare sunt creaţiile şcolii de caligrafi şi miniaturişti întemeiată la Dragomirna de mitropolit, el însuşi artist de vocaţie.
            Printre piesele de o deosebită valoare artistică aflate în muzeul Mănăstirii Dragomirna se numără şi broderiile (epitafurile) cu fir de aur şi argint dăruite de ctitor în 1612 şi 1613.