Il nosocomio fu ampliato già a partire dal 1587, su progetto di Giovanni Francesco Testa, mentre nel 1663 fu costruito al suo interno l'oratorio di Sant'Ilario in onore del patrono della città, al quale fu dedicato anche l'ospedale. Altri lavori di ristrutturazione e ampliamento furono eseguiti nei secoli successivi, ma ciò nonostante alla fine del XIX secolo l'edificio si rivelò sempre più inadeguato a causa della crescita della popolazione cittadina.