In questa fase, a partire dal 1842, l'edificio fu riorganizzato su tre livelli, compresi in un'unica ala lunga 450 metri: l'area di degenza fu spostata al primo piano, mentre il piano terra fu destinato alle attività di servizio. La struttura fu inoltre ampliata anche in direzione del Corso, allungando le corsie in modo da creare le due ali simmetriche fino ai lati della chiesa di San Giacomo, con un risultato di particolare eleganza sempre ad opera del Camporese. La costruzione della nuova ala, tuttavia, venne a scapito dalla primitiva cappella di San Giacomo ancora presente, accanto alla quale il Salviati costruì la chiesa nel 1600.