Согласно описанию закладки новой церкви, гроб был обретён с южной стороны: «...Но уже делоу наченшоуся великыя церкви, копающим ров в деснеи стране и обретоша гроб обложен три камени и бе покровен тцкама». Это противоречие в XIX в. объясняли тем, что новый собор заложили севернее старого. Именно тогда стали писать о пристройке Преображенского собора к храму XIV в., который якобы превратился в придельный; в некоторых работах даже указывалось, что существующий южный придел и есть каменный храм XIV в. Когда в начале XX в. сформировалась точка зрения о перестройке собора в конце XVI в., различие во времени сооружения Евфимиева придела и Преображенского собора не подчёркивалось. В советское время вернулись к старой идее, и выводы о постройке собора в первой четверти XVI в. перенесли на сохранившийся Преображенский собор, посчитав крошечный придел отдельной церковью, притом что в пространной редакции Жития она названа «великой». Преображенский храм Евфимиева монастыря находит аналоги среди соборов 1580 гг. московского в честь Вознесения Господня и Пафнутиева Боровского монастырей. Они имели не только схожие пропорции плана, но и выделенный в отдельный объём придел, правда, размещённый не с юга, а с севера. Характерна для архитектуры времени царя Фёдора Ивановича и конструкция перекрытия Евфимиева придела коробовым сводом, прорезанным несущим сводиком распалубки (как, например, в приделах Троицких церквей в Хорошёве, 1596–1598 гг., и Больших Вязёмах, 1597–1599 гг., и в приделе св. Ирины в соборе Пафнутиева Боровского монастыря). Однако иконография декора и пластика архитектуры Преображенского собора радикально отличаются от иконографии декора и пластики архитектуры конца XVI в., когда всеобщее распространение получают итальянизирующие мотивы. Архитектура храма Евфимиева монастыря прямо повторяет детали собора суздальского Покровского монастыря (1510–1513 гг.): пропорции аркатурно-колончатого пояса, килевидные закомары, упрощённые балясины в карнизе апсид, импосты порталов и многое другое. Подобное обращение к местным образцам характерно для архаизирующей архитектуры времени активного монастырского строительства в 1540 гг. (после прекращения деятельности последних итальянских мастеров); это направление существовало и в 1550–1560 гг.; типичные примеры – соборы Микулина Городища и Богоявленского Анастасиина монастыря в Костроме. Килевидные закомары последнего отсекаются от прясел стен антаблементом, близким по профилировке к антаблементу собора Евфимиева монастыря. Характерны и капители лопаток собора Евфимиева монастыря с их перевёрнутой выкружкой, часто применяемой в это время для замены гуська. Наиболее близок к Преображенскому собору собор (1564 г.) переславль-залесского во имя великомученикам Никиты монастыря. Кроме общих стилистических особенностей их объединяют и конкретные декоративные мотивы: профилированные ниши в карнизе центрального барабана (в суздальском соборе им придано стрельчатое очертание), ступенчатые кронштейны в малых барабанах. В Суздале практически повторяется строительная история собора Никитского монастыря, также возведённого в камне при великом князе Василии III и полностью перестроенного в 1564 г. с добавлением двух приделов, в том числе Никиты Переславского.