Однако случившееся вскоре татарское нашествие и последующие бедствия привели к тому, что храм не только лишился большей части своих украшений, но даже начал разрушаться и грозить падением. Однако только через 300 лет суздальский епископ Геннадий получил от великого князя Василия Ивановича разрешение и пособие на перестройку собора.
Богородице-Рождественский храм был разобран почти на треть (сверху) и на старых стенах из белого камня стали надстраивать новые, но уже кирпичные. Возведенный заново собор, расположенный в суздальском кремле, сильно отличался от прежнего, так как, во-первых, поднялся вдвое выше своей прежней высоты. Во-вторых, своды его были укреплены на шести столбах, вместо трех глав поставлены пять, всю церковь и все главы покрыли оловом.
В конце марта 1577 года в Суздале случился большой пожар, от которого сильно пострадал и Рождественский собор. Возобновлял его суздальский епископ Варлаам I, но и этот храм простоял недолго. В начале XVII века его ограбила буйная толпа поляков и литовцев. Более полугода храм стоял разоренным и опустошенным, пока город не был очишен от неприятеля, а потом суздальский епископ Серапион по повелению царя Михаила Федоровича привел собор в прежнее положение и украсил его внутри лучшей в то время живописью. Были устроены приделы во имя суздальских чудотворцев — святителей Феодора и Иоанна, а неподалеку от собора соорудили каменную шатровую колокольню.
В конце XVII века по указанию митрополита Илариона в Рождественском соборе была произведена реставрация, во время которой сняли стеснявшие его надгробные плиты. Были уничтожены также хоры, занимавшие половину верха; узкие окна были растесаны — вместо них устроили большие, так что в соборе стало просторно и светло. Кроме всего этого, в соборе был устроен новый иконостас и появилась богатая церковная утварь. В результате всех этих перестроек первоначальный вид собора был изменен, но новый собор, устроенный митрополитом Иларионом, по словам суздальского летописца, "ныне паче многихъ первопрестольныхъ архиерейскихъ соборныхъ церквей красотой и благолепием преизобиловати можеть".
В алтаре собора (за жертвенником) был поставлен большой деревянный крест, обложенный позолоченным серебром. Внутри креста, устроенного усердием митрополита Илариона у подножия Распятия, в серебряный ковчежец была вложена довольно большая часть Животворящего древа Креста Господня, дарованная святителю царем Федором Алексеевичем.
