Во второй половине XIX века каланча несколько раз перестраивалась. В 1860-х годах к зданию были пристроены обширные боковые крылья для размещения в них пожарного депо. В 1880-х годах годах «фонарь» на караульной вышке утерял свой прежний вид − на старых фотографиях можно разглядеть, что его значительно упростили. Однако в 1950-х годах реставраторы возвратили ему первоначальный облик. Пожарная каланча Костромы практически все время своего существования использовалась только по назначению, и даже до недавнего времени здесь продолжало размещаться областное управление пожарной охраны. В 2005 году каланча была передана Костромскому музею-заповеднику. Фонарь башни используется для размещения антенн сотовой связи.
Здание построено в стиле позднего классицизма по образцу античного храма с портиком, состоящим из высокого фронтона и шести высоких колонн с ионическими капителями. Фасад за колоннами украшен круглыми окнами-розетками, а в центре треугольника фронтона помещен двуглавый орел. Само здание − двухэтажное, очень просторное, в нем свободно размещались все помещения, необходимые пожарной части губернского города: жилые и караульные помещения для работников и пожарной команды, конюшни, сараи для бочек с водой. Венчает все сооружение великолепная и очень высокая наблюдательная вышка с беседкой-фонариком. Вышка может считаться отдельным произведением искусства, настолько тщательно продуманы и проработаны ее детали. Сам восьмигранник башни сплошь покрыт мелким рустом, отчего она выглядит не массивной, а легкой и даже ажурной. Башня как бы «вырастает» из основания-восьмерика, окруженного маленькими тосканскими портиками с четырех сторон. А венчает все сооружение красивый фонарь с обходным балконом.
После разрушения в 1930 году колокольни Успенского собора Костромского кремля каланча стала самой высокой доминантой центра города.