Зачатьевская башня получила название по существовавшему рядом женскому монастырю в честь Зачатия Пресвятой Богородицы. В некоторых документах башня называется Белой «четвероугольной» (в отличие от соседней Белой круглой башни), что указывает на наличие в ней, наряду с кирпичными, белокаменных частей.
Башня квадратная, проездная. Находится на самом нижнем уровне кремлевского холма. Поскольку нижняя часть кремля находится в оползневой зоне с неблагоприятными гидрогеологическими условиями, строение постоянно подвергалось интенсивному воздействию грунтовых вод и в середине XVIII века была смещена оползнем.
В результате ремонта 1785–1790 годов была частично разобрана. На её месте были устроены ворота, которые из-за новых оползневых явлений были перестроены в 1830-х годах и получили название «сход к Живоносному источнику».
В 1960-х годах были расчищены и изучены остатки её древних фундаментов. В середине 1980-х годов была выполнена графическая реконструкция первоначального облика и структуры башни.
В 2005 году под руководством И. С. Агафоновой (Научно-исследовательское предприятие «Этнос») был разработан проект восстановления башни. В 2008 году был заложен первый камень, а в 2011–2012 годах башня была выстроена заново. Новая башня стала защитным футляром для подлинных древних фрагментов и позволила замкнуть кольцо крепостных стен.
Для избежания будущего сползания грунта был устроен дренаж сточных вод через ливневую канализацию. Фундамент был сделан на глубоко заложенных сваях и железобетонной подушке. После реконструкции 2012 года в башне располагается музейная экспозиция. На первом этаже расположена археологическая выставка, на втором экспозиция, посвященная раскопкам на территории, и на третьем этаже смотровая площадка и экспозиция, посвященная ополчению 1612 года.