У процесі відбудови, який тривав у 1722—1731 роках (серед його учасників — Йосиф Білинський), стародавнє ядро собору з півночі, заходу та півдня оточили нові двоповерхові приділи (як і в Софійському соборі, давні стіни виступали назовні тільки у вівтарній частині). Собор було увінчано 7-ма грушоподібними банями, стіни його були прикрашені нішами з розписом та пишними бароковими фронтонами. Всередині собор було прикрашено великим іконостасом та стінописом, який містив портрети лаврських архимандритів і ктиторів собору — монархів і гетьманів, підлога була вистелена чавунними плитами.