Напротив Благовещенского собора расположена одна из знаковых башен кремля — Дмитриевская. Название башне дал стоявший раньше на месте памятника Минину собор Дмитрия Солунского, так как башня была ближайшей к нему. Башня не раз меняла свой облик. До начала 1890-х годов она была ниже, прямоугольной формы, с приплюснутой крышей, в виде башни-дома. В разные времена в ней находились гарнизонная школа и тюрьма, в которой на пути в сибирскую ссылку содержался Александр Радищев. В 1809 году башню занял губернский архив, в котором в 1833 году, возможно, работал Александр Сергеевич Пушкин.

Так описывает Благовещенскую площадь историк Николай Иванович Храмцовский в книге «Краткий очерк истории и описание Нижнего Новгорода»:

К открытию XVI Всероссийской выставки в 1896 году Дмитриевская башня была реконструирована и приобрела современный вид. В ней было решено разместить Художественный и исторический музей. Проект реконструкции башни был заказан знатоку древнерусской архитектуры из Санкт-Петербурга, академику Николаю Владимировичу Султанову.

Проект утвердили, но внезапно разразился скандал. По новому проекту башня приобретала не характерные для Нижегородского кремля архитектурные детали. В газетах того времени писали:

Весной 1896 года реконструкция башни была закончена. 25 июня 1896 года в ней был торжественно открыт Художественный и исторический музей. Активное участие в создании музея принимал сын известного нижегородского фотографа Андрея Осиповича Карелина — Андрей Андреевич Карелин.

Летом 1896 года открывшийся музей посетил император Николай II с супругой. В честь этого события были выпущены специальные серебряные и бронзовые памятные медали. Музей находился в Дмитриевской башне до 1918 года. Затем экспонаты и картины были вывезены, а в башне долгое время располагался цех декораций Театра оперы и балета. В настоящее время в Дмитриевской башне располагается один из филиалов Нижегородского краеведческого музея.