В годы Великой Отечественной войны здание сильно пострадало. В 1970-е годы проводилась реставрация храма по проекту архитектора-реставратора Ирины Валентиновны Ильенко (1925–1996). В 1978 году при вскрытии полов под позднейшей метлахской плиткой обнаружены полы из белокаменных плит и треугольных керамических пластинок с коричневой поливой, собранных в звездчатый узор: вероятно, пол храма когда-то был выложен звездами, подобно полу московского Архангельского собора. Тогда же, в 1978 году, были исследованы и погребения рязанских иерархов под полами бывшего собора, в том числе местоблюстителя патриаршего престола митрополита Стефана (Яворского) (1658–1722).