По преданию, дом Брюса на 1-й Мещанской улице связывал с Сухаревой башней подземный ход; в 1920-е годы и в самом деле были обнаружены сводчатые подземные ходы и галереи под башней, высотой почти в рост человека. Подземелья и фундаменты Сухаревой башни глубиной 8—10 метров и ныне сохраняются под асфальтом Садового кольца.

Петр I устраивал в башне совещания о государственных делах; в «рапирном зале» проходили и «шутейные» заседания «Нептунова общества», где царь был гроссмейстером и первым надзирателем, председательствовал Лефорт и ораторствовал Феофан Прокопович. (Некоторые историки, впрочем, полагают, что это была первая в России масонская ложа.) «Совет на Сухаревой башне, немногочисленный, но избранный», упоминается в известном «Колдуне»» И. Лажечникова. В петровское время помещения башни служили и театром: школяры и заграничные актеры упражнялись тут в комедийном искусстве. Петр I бывал зрителем этих постановок и однажды вместе со всей Москвой, как сказали бы теперь, «купился». Актеры объявили по городу, что представят необычайное и неслыханное зрелище; в театральном зале был аншлаг, приехал и царь. Поднялся занавес — и вместо представления зрители увидели другой занавес с надписью: «Первое апреля!» Петр не рассердился и сказал только: «Это театральная вольность». Судя по всему, это первый известный случай первоапрельских розыгрышей в Москве. Дети московских подьячих продолжали разыгрывать в башне комедии еще и в екатерининские времена.

В 1712 году Сухарева башня пережила пожар, а с 1730-х годов множатся документальные сведения о ветхостях и обрушениях внутри башни; в 1733-м были разобраны угрожавшие падением своды «рапирного» зала. В 1750 году сенат посылал осматривать башню архитектора Д. Ухтомского, который посоветовал заменить тесовую кровлю на железную. Вместо этого кровлю сделали черепичной, но непрочной: она вскоре обвалилась, и башня постоянно страдала от протечек и сырости. Совет Ухтомского воплотили в жизнь только в 1760 году.

В 1785 году, во время следствия над московскими масонами, на башню по приказу Екатерины II были привезены взятые во время обыска у просветителя Н.И. Новикова бумаги; членов новиковского кружка здесь же допрашивали.