Znaczącej zmiany dokonano w latach 1690–1698, kiedy dobudowano od frontu ośmioboczną wieżę, w stylu późnobarokowym ze strzelnicami (na dwóch poziomach), co było związane z lokalizacją tego kościoła przy murach zamojskiej twierdzy, czyli dla funkcji obronnej miasta.
Okres greckokatolicki, pod opieką bazylianów w XVIII wieku W 1706, za sprawą Anny z Gnińskich Zamoyskiej, cerkiew została przekazana bazylianom (stąd nazwa ulicy Bazyliańskiej), jakich sprowadzono tu w związku z zawarciem i utrwalaniem unii brzeskiej. W 1720 odbył się tu synod zamojski latynizujący cerkiew unicką. W drugiej połowie XVIII wieku wybudowano dodatkowo klasztor Bazylianów, po zachodniej stronie kościoła, który obecnie już jednak nie istnieje. Wówczas dobudowano także niewielkie pomieszczenia na skarbiec oraz zakrystię po bokach niewielkiego prezbiterium.
Pod zaborem rosyjskim W okresie zaborów Polski, kiedy Zamość znajdował się pod panowaniem Rosji, dokonano kasacji i rozebrania budynku zakonu (1864), po których dotychczasowa cerkiew unicka na życzenie władz carskich została świątynią prawosławną pw. św. Mikołaja Cudotwórcy (1871).