В 1152 году Юрий Долгорукий перенёс крепость на более просторное место в устье реки Трубеж. Новая крепость была названа в честь южнорусского Переяславля. Она была защищена естественными преградами — рекой Трубежем, речкой Мурмажем, а также специально выкопанным рвом.
По приказу князя были насыпаны валы протяжённости свыше 2 км. В настоящее время высота валов составляет 10-12 м, ширина основания — около 30 м, ширина гребня — 6 м. В основании городского вала лежат дубовые и осиновые срубы в три венца, рубленные в обло. Они поставленные один за другим, каждый из них разделён внутренней стенкой на две клети и засыпан изнутри землёй.
В древности по гребню вала располагались двойные деревянные крепостные стены с башнями. Уже в 1194 году в период княжения во Владимире сына Юрия Долгорукого Всеволода Большое Гнездо деревянные стены и башни Переславского кремля были перестроены.
Переславский кремль времен Юрия Долгорукого дошел до наших дней в виде кольца крепостных валов, так как и стены, и башни его были деревянными.
Долгое время единственным каменным сооружением в кремле был Спасо-Преображенский собор, сохранившийся до нашего времени. Рядом с собором некогда находился деревянные княжеские хоромы, связанные с хорами собора специальными переходами.
Кремль не раз захватывали и разграбляли ордынцы. После каждого нападения стены и башни восстанавливались.
В 1304 году город штурмовали тверичи во главе с боярином Акинфом, однако трехдневная осада была безуспешной благодаря вовремя подоспевшим московским отрядам.
В 1369 году в годы правления князя Дмитрия Донского, деревянные стены и башни Переславского кремля вновь были обновлены. А вскоре, весной 1372 года кремль был осажден литовцами под предводительством князя Кейстута, однако западным захватчикам удалось лишь сжечь посад вокруг кремля.
В 1382 и 1408 годах кремль был взят и разграблен ордынцами: в первый раз - под предводительством Тохтамыша, а во второй - и в последний со стороны татар - Едигея. В 1536 году последовало новое подновление стен.
Переславский кремль сильно пострадал в годы Смутного времени. В 1608 году крепость была взята польско-литовскими интервентами, однако 1 сентября 1609 года город полностью освобожден войсками М. И. Скопина-Шуйского. В 1611 году кремль безуспешно штурмовался войсками гетмана Сапеги.
Под защитой кремлевских стен находился Богородицко-Сретенский Новодевичий монастырь. К XVIII веку относятся его сохранившиеся постройки. Это Собор Владимирской иконы Божьей Матери и церковь
Александра Невского.
До наших дней из комплекса кремлевских сооружений сохранились Преображенский собор и часть зданий Новодевичьего Сретенского монастыря.