Особое значение для московских князей монастырь приобретет во время противостояния Василия II с Дмитрием Шемякой. Здесь в 1447 г. ослепленный Василий, которому была предоставлена в удел Вологда, будет освобожден кирилловским игуменом Трифоном от крестного целования и клятвы не претендовать на московский престол и благословлен на занятие Москвы. За что впоследствии монастырь получит щедрые пожертвования от победившего великого князя.
Став крупным владельцем земельных угодий с многочисленными селами, обитель занимается обширной торговлей, особенно рыбой и солью. Но на рубеже XV–XVI вв. монастырь вновь возвращается на путь нестяжательства, став одним из центров его религиозно-политического течения. Он перестает приобретать земли, приостанавливается торговля и всякое строительство. Его духовный вождь Нил Сорский покидает в 1450 г. богатый Кирилло-Белозерский монастырь и основывает в 18 км к северу собственную обитель — Нило-Сорскую пустынь, ставшую одной из святынь православного мира. Впрочем, после победы сторонников Иосифа Волоцкого, доказывавшего законность монастырского землевладения, необходимость активного строительства храмов и их украшения богатыми росписями и иконостасами, монастырь вновь станет крупнейшим феодалом, ведущим широкую благотворительную деятельность.
В 1528 г. великий князь Василий III приезжает в Кирилловский монастырь с молодой княгиней Еленой Глинской молиться о даровании наследника. После его рождения на вклад князя строится храм в честь Архангела Гавриила. Иван Грозный впоследствии сохранит свою благодарность к монастырю, считая свое появление на свет по заступничеству пред Богом преподобного Кирилла Белозерского. Трижды он побывает в монастыре и окажет особые милости обители в виде пожертвований на огромную по тем временам сумму 28 тыс. рублей. Перед смертью он, как и его отец Василий III, станет постриженником Кирилло-Белозерского монастыря.
В XV–XVII вв. монастырь, как и многие другие обители, становится местом заточения знати. Сюда в 1499 г. ссылается князь Василий Патрикеев, постриженный под именем Вассиана, ставший яростным поклонником нестяжательства. С 1542 г. здесь пребывает оклеветанный митрополит Московский Иоасаф (Скрипицын), а позднее и другие известные лица, такие, как бояре М.И. Воротынский, И. Шуйский, Б.И. Морозов, татарский князь Симеон Бекбулатович, патриарх Никон и другие.
В XVI в. рядом с Кирилловской обителью возникает малый Ивановский монастырь. В 1600 г. вокруг монастыря, взамен сгоревших деревянных стен, возводится первая каменная ограда, внутри которой уже стояло 9 каменных церквей и колокольня. Остальные постройки обители были еще деревянными. Вокруг Ивановского монастыря также возводятся крепостные стены, но меньшей высоты. Возведенные стены помогут выдержать неоднократные осады в 1612–1616 гг. во время польско-литовского разорения края. В 1654–1680 гг. возводятся новые крепостные стены высотой до 10 м и толщиной до 7 м, с монументальными башнями, позволившие создать еще более мощные укрепления, став воистину неприступной крепостью, дошедшей до нас с небольшими изменениями.