В конце XVII века собор был вновь возобновлен, после чего его освятили 14 ноября 1696 года. Известно, что тогда в нем были пробиты новые окна. Перестраивался он и в XVIII столетии, особенно после пожара 1737 года. Иконостас был устроен в 1721 году, при возобновлении собора по приказу Петра I. Царские врата и пять икон местного чина иконостаса были «греческого письма». Интересны в нем иконы с изображениями страстей Христовых, скопированных с иллюстраций к голландской Библии Пискатора. Драгоценный киот с частицами святых мощей, устроенный царицей Ириной

Годуновой, украшал храмовую икону Вознесения. Некогда на стенах собора были изображения похороненных здесь государынь, но их сменила поздняя роспись 1812-го и J870 годов. Перестраивался храм и в 1823 году, реставрировался в 1870—1880-е годы.

Собор славился богатой ризницей и резным барочным распятием с предстоящими. За престолом примечателен был большой крест с 14 отверстиями, в которых помещены были части св. мощей. Крест устроен был в 1816 году в память избавления от французов.

Мощи княгини Евдокии почивали в храме в посеребренной раке. У гроба основательницы в XVII веке неотлучно находились пять вознесенских стариц.

Вознесенский собор имел два придела: Успенский, освященный в 1731 году, — его устроил и в нем был похоронен московский генерал-губернатор В.Ф. Салтыков, брат царицы Прасковьи Федоровны, — и Всех Скорбящих (1732), устроенный императрицей Анной Иоанновной в память о своей сестре, царевне Параскеве.

В XVIII—XIX столетиях главный монастырский храм оказал ся зрительно оттесненным на второй план новыми монастырскими постройками. На предреволюционных фотографиях, как правило, видно лишь его мощное завершение с древними шлемовидными очертаниями глав.

Собор погиб неизученным — обмеры и научные фотофиксации, сделанные перед взрывом, фрагментарны. Перед взрывом из собора, по настоянию реставратора Н.Н. Померанцева, успели вынести резной иконостас — теперь он находится в кремлевском храме Двенадцати Апостолов. Когда комиссия описывала и фотографировала могилы цариц перед переносом их праха, в собор приходили М.И. Калинин, А.С. Енукизде и наркомвоенмор Клим Ворошилов — полюбопытствовать. Это сапоги Ворошилова видны на одной из фиксационных фотографий царских гробниц.