Реставрировали храм и в 1856—1863 годах по проекту известного архитектора Ф.Ф. Рихтера; стремясь воссоздать первоначальный вид собора, он разобрал поздние пристройки, вернул древнюю форму окнам и верхам собора, восстановил по найденным остаткам портал северного придела, карнизы и пояса на стенах, уничтожил «поздние» узорочные наличники. Приделы получили новые посвящения — Мученика Прокопия (северный) и Стефана Пермского (южный). Над верхними западными приделами устроили колокольни, на которых висели старинные колокола. Собор получил тот несколько суровый вид, в котором дожил до советского времени. «Скромность и уютность — характернейшие черты постройки», — подводит итог путеводитель 1923 года.

Интересна история реставрации внутренних росписей храма в 1859—1863 годах, свидетельствующая и о рождении новых по сравнению с представлениями XVIII — первой половины XIX века понятий об облике памятников старины, и о     поисках образцов национального искусства. К началу рих- теровской реставрации собор был расписан в классицистическом стиле первой половины XIX века. Ф.Ф. Рихтер писал в пояснительной записке к своему проекту: «Подражание итальянским украшениям на сводах и несколько библейских изображений, писанных (в 1817 г.) на стенах по кирпичу, нисколько не украшают, а более обезображивают весь храм». Архитектор предлагал впоследствии расписать храм «по подобию прочих кремлевских соборов», т.е. в историческом стиле, каковому критерию, собственно, должен был соответствовать весь комплекс нового Большого Кремлевского дворца. Рихтер обратился за образцами новой росписи к академику А.В. Серебрякову, знатоку и собирателю русских древностей — «в стиле, наиболее подходящем к сему храму». Рисунки Серебрякова были одобрены Рихтером, но отверг

нуты духовником императорской семьи протопресвитером Бажановым, который признал их «слишком отступающими от церковных правил или обычаев, а в художественном отношении не совершенно изящными».