W drugiej fazie budowy (1462–1538) wzniesiona została zachodnia wieża świątyni (wysokość 82 metry). W 1602 roku drewniana kopuła wieży spłonęła od uderzenia pioruna i nigdy nie została odbudowana. W 1553 roku rozpoczęto budowę nawy głównej, transeptu i ośmiu kaplic bocznych. Zarówno wieża, jak i późniejsze części katedry, zbudowane są w stylu gotyku brabanckiego. Widoczna jest nie tylko różnica w stylach, ale także wyraźny kontrast pomiędzy niebieskim granitem z Tournai, użytym przy budowie chóru, a piaskowcem i cegłą, których użyto do budowy naw. W 1559 roku (niektóre źródła podają rok 1561), kiedy powstało biskupstwo gandawskie, kościół podniesiony został do rangi katedry. Budowlę uznano za ukończoną w 1569.
W 1539, w rezultacie buntu przeciwko Karolowi V, stare opactwo Św. Bawona zostało rozwiązane. Jego opat wraz z mnichami musieli przenieść się do kościoła, wtedy wciąż jeszcze pod wezwaniem św. Jana. Kościół stał się kościołem kapitularnym, a mnisi kanonikami. Później katedra otrzymała nowego patrona – Św. Bawona.
W wyniku rewolty ikonoklastów kościół został dwukrotnie (w 1566 i 1578) splądrowany. W 1640 roku spłonął dach katedry. W kolejnych latach katedra przechodziła liczne restauracje.