Имела Беклемишевская башня и важное оборонительное значение, благодаря тому что располагалась возле места соединения кремлевского рва с Москвой-рекой.
Башня была возведена итальянским архитектором Марко Руффо в 1487–1488 годах. Основной цилиндр строения располагается на цоколе из белого камня с полукруглым валиком в месте соединения. Башня насчитывает 4 яруса с возможностью кругового обстрела. На верхнем ярусе располагалась боевая площадка.
В 1680 году над основным цилиндром башни были надстроены восьмерик и узкий шатер, не имеющий внутренних перекрытий.
В 1707 году Беклемишевскую башню по приказу Петра I переоборудовали для обороны против шведов. Тогда были расширены бойницы, для того чтобы использовать мощные пушки. При реставрации, проведенной в 1949 году, бойницам был возвращен первоначальный вид.
Москворецкая башня практически не перестраивалась за всю историю своего существования. Она немного пострадала во время нашествия Наполеона, но вскоре была восстановлена. Также в 1917 году верхний шатер башни был сбит снарядом, однако к 1920 году его возвел заново архитектор И. В. Рыльский.
Согласно историческим свидетельствам, Беклемишевская башня изначально была снабжена колодцем и тайником-слухом для предупреждения подкопов. О тайнике-слухе пишет С. П. Бартенев в книге «Московский Кремль в старину и теперь»: «Итальянские инженеры, строившие Кремль, оценили это ее положение и в предупреждение от подкопа снабдили ее тайником». Подтвердил наличие тайника и архитектор И. Е. Бондаренко, который занимался исследованием кремлевских построек в 1818 году: «В Беклемишевской башне в предупреждении подкопа был сделан тайник».
Что же представляет собой тайник-слух? Оказывается, устройств подобного типа было достаточно много. Известны слуховые колодцы, которые располагались либо под башнями, либо вдоль стены. В крупных крепостях возводили слуховые галереи и подземелья. Они находились непосредственно под башнями или перед ними. Из таких тайников обычно выводилось несколько подземных тупиковых ходов, которые заканчивались слуховыми оконцами. При возникновении угрозы подкопа защитники башни закладывали в ходы порох и, подрывая его, уничтожали вражеские ходы.
Исследователи считают, что Беклемишевская башня была снабжена слуховой галереей, которая располагалась со стороны, не защищенной рвом.