Для того чтобы перекрыть небольшой храм сводами, не опирающимися на внутренние столбы, и таким образом освободить внутреннее пространство, в начале XVI века был использован крестовый свод, опирающийся только на наружные стены. Крестовый свод был оригинальным изобретением русских зодчих.
Новая конструкция была применена в небольшой посадской церкви Трифона в Напрудной слободе (начало XVI века, Трифоновская улица) и в подмосковной боярской усадьбе Юркино (1504). Планы 8тих храмов близки квадрату, имеют одну апсиду, фасады завершаются трехлопастной аркой мягкого очертания, отделенной от плоскости стены горизонтальными тягами. Небольшой барабан со шлемовидной главой, перспективные порталы, узкие проемы окон — все это придает сооружению ясность и выразительность образа.
Перенесение упора свода с внутреннего столба на наружные стены привело к возникновению так называемых бесстолпных храмов, которые первоначально получили распространение в посадском, монастырском и вотчинном строительстве. Это церкви Благовещения на Ваганькове (1514), Николы в Мясниках (середина XVI века), Антипия на Кольшажном дворе (вторая половина XVI века), в селе Городня (конец XVI века) и др. Во второй половине XVI века к основным объемам бесстолпных посадских храмов пристраивается один или два боковых придела, что придает сооружениям большую представительность.
XVI век в истории московского зодчества отмечен поисками, дерзанием, созданием замечательных произведений.
Заканчивается процесс объединения русских земель под эгидой Москвы. Уже близко было падение последнего оплота татар — Казанского ханства. Росло национальное самосознание русских людей. Ив их среды выдвигаются профессионалы-зодчие, которым по плечу решение сложнейших архитектурно-художественных и строительных задач.
Если XV век в истории московской архитектуры был веком возобновления древних традиций в новом качестве и накопления опыта, то для XVI характерны реализация этого опыта и поиски новых форм. Этому способствовало применение крестового свода, которое открывало возможности новых формообразований в архитектуре.
Эволюция архитектурной формы, начатая с возникновением бесстолпных храмов, привела к созданию нового архитектурного типа — высотного сооружения храма-памятника, который наиболее ярко отметил новый этап в развитии Русского государства — объединение земель вокруг Москвы.
Первым и самым значительным сооружением такого рода явилась церковь Вознесения в селе Коломенском (1532). Строго центрическая башнеобразная композиция увенчана огромным шатром, ее высота около 60 м. Прототипом такого необычного в каменной архитектуре завершения послужили шатровые деревянные церкви. О том, что зодчий, строивший коломенскую церковь, был вдохновлен формами деревянной народной архитектуры, заметил еще современник, записавший в летописи, что она построена "верх на деревянное дело".
Удивительная цельность отмечает этот памятник. И весь в целом, и каждая его деталь устремлены ввысь. Это достигается и прекрасно найденными пропорциями, и плавным переходом от нижнего массивного объема, окруженного папертью, ко второму через ярусы килевидных кокошников.
Церковь Вознесения, построенная Василием III в связи с рождением долгожданного наследника, будущего царя Ивана IV, стала непревзойденным образцом для мемориальных храмов-памятников, которые посвящались различным значительным событиям.
Церковь в селе Коломенском — это своеобразная антитеза массивным объемам пятикупольных храмов. Своими формами она подвела итог тому прогрессивному, что дало развитие бесстолпных храмов, и тем самым определила дальнейшие пути московского зодчества.
Для XVI века характерна большая свобода в выборе приемов и архитектурных типов. Бесстолпные храмы давали возможность для их завершения не только шатром, но и луковичной главой, можно было применять композицию столпообразную или ярусную, с переходом от яруса к ярусу рядами кокошников, которые уже в это время не только выявляют в фасадах ступенчатую арку, но и становятся чисто декоративным элементом.
Таким примером многообразия средств, применяемых зодчим в одном сооружении, может служить церковь Иоанна Предтечи (1547) в селе Дьякове, по соседству с Коломенским. Группировка пяти отдельных башен по диагонали плана составляет существенное композиционное новшество и предвосхищает будущую схему построения архитектурных форм церкви Покрова "на рву". В декоративном убранстве дьяковской церкви свободно соединились детали деревянной и каменной архитектуры, различные элементы украшения культовых зданий, что положило начало развитию московского узорочья.
Произведение, озарившее в архитектуре весь XVI век, — это собор Покрова "на рву", получивший позднее в народе название собора Василия Блаженного. В его облике зодчие Барма и Постник (по другим предположениям, зодчий Барма Постник, тут ученые еще не пришли к согласию) синтезировали художественный опыт развития бесстолпных храмов и создали памятник, равного которому по силе эмоционального воздействия нет в истории московского зодчества.
Собор Василия Блаженного — одно из тех редких сооружений, о котором можно говорить как об ансамбле, целом комплексе зданий, слитых в одно неразрывное целое.
Построенный за стенами Кремля, собор Покрова "на рву" не стал посадским храмом, требующим относительно большого внутреннего пространства. Это храм-памятник в честь покорения Казанского ханства. Поэтому древние строители все внимание сосредоточили на компоновке объемов и их декоративном наружном убранстве, а не на интерьерах храма.
Так же как Успенский собор в Кремле стал самым значительным сооружением XV века, так для XVI века главным произведением стал собор Василия Блаженного. Он определил дальнейшее развитие декоративного стиля в архитектуре Москвы вплоть до конца XVII и первого десятилетия XVIII века.
XVI век в истории Москвы ознаменован ростом ее городской территории. За Красной площадью у стен Кремля возникает Великий посад с плотной массой деревянных домов и одиночных каменных церквей (впоследствии он получил название Китай-города). Это был шумный деятельный район города, со смешанным в социальном отношении населением. Здесь издавна строили свои усадьбы знатные бояре, удельные князья и духовенство. Они поселялись со своей челядью, ремесленниками и холопами. Пришлые люди, беглые крепостные также вливались в общую массу посадских людей. К XVI веку Великий посад постепенно выделялся во вторую, после Кремля, часть столицы. Возникла необходимость в укреплении Великого посада.
В 1535–1538 гг. под руководством итальянского зодчего Петрока Малого и при участии всех жителей Москвы были возведены стены и башни Китай-города. Двумя своими концами стены Китай-города примыкали к Кремлю, образуя замкнутое пространство, куда вошла и Красная площадь.
Еще более грандиозные работы по укреплению Москвы били произведены во времена правления Бориса Годунова: в 1585–1589 гг. строится Белый город, а в 1591 — 1592-м, всего за год, поднялись стены и башни Скородома, или Земляного города.
К этому же времени (1583–1584) относится образование Приказа каменных дел. Тогда же была введена первая стандартизация в строительном деле — кирпич и белый камень приведены к единым мерам. Приказ каменных дел учел и подчинил себе всех строительных мастеров, начиная от кирпичников и кончая зодчими. Благодаря этому удалось осуществить в конце XVI века названные выше военно-оборонительные работы, не имевшие себе равных в Европе того времени.
Очевидно, в XVI веке велось и большое гражданское строительство, однако от него почти ничего не сохранилось. Известно, что были расширены палаты Большого Теремного дворца и выстроен новый на берегу Москвы-реки, возведен мост через реку Неглинную, в Китай-городе в 1596 г. были заложены "лавки в рядах каменных". На Великом посаде сохранились фрагменты палат бояр Романовых (нижний полуподвал с великолепными белокаменными сводами), заново восстановленные в 1856–1859 гг. архитектором Ф. Рихтером.