Al termine della ristrutturazione, nel 1592, il complesso presentava la caratteristica forma ad H, che ha sostanzialmente mantenuto fino ad oggi: si componeva di due bracci paralleli collegati da un blocco ortogonale (che comprendeva la Spezieria e altre strutture, comprese abitazioni del personale sanitario), completato nel 1590. La corsia riservata agli uomini contava duecento posti letto; la corsia delle donne, invece, era divisa in due reparti, di cui uno per i casi di sifilide, per un totale di centocinquantasei posti letto. Ai lati della struttura si trovavano due edifici, ancora esistenti: la chiesa di Santa Maria Portae Paradisi, affacciata su Via di Ripetta e il cui nucleo originario risaliva alla costruzione iniziale dell'ospedale, e la chiesa di San Giacomo, affacciata sul Corso costruita contemporaneamente al primo rinnovamento. Al rinnovamento cinquecentesco risale anche la Sala Lancisiana, di forma circolare.