Каменная же кладка появилась в период с 1672 по 1712 годы, о чем говорилось на утраченной ныне надгробной плите священно-иерея Кирилла Феодотова, служившего в этой церкви. На карте города она появилась только в 1739 году, когда границы «Императорского Столичного города» окружили бывшие предместья. В середине XVIII века храм украшается величественной колокольней, а основным украшением её перезвона служил колокол весом 105 пудов 13 фунтов (будничный), древний, как гласила на нем надпись, вылитый в 1750 году мая 3 дня. Лил этот колокол Константин Николаев Слизов, знаменитый в свое время мастер, отливший большой Успенский колокол на Ивановской колокольне.
Однако уже в начале XIX века вокруг храма начинают селиться мастера каретники со своими рабочими артелями и места в небольшой церкви стало всем недостаточно. И тогда был выстроен второй предел, расширивший пространство здания. Наступал 1812 год. Французы, занявшие Москву, устроили в церкви склад провианта и возможно это спасло здание от пожара и разрушения.
Церковь Николая Чудотворца в Новой слободе. Конец XIX века.
Уже в 1860-х годах улица получило свое название Долгоруковская (в честь покойного московского генерал-губернатора князя Владимира Андреевича Долгорукова) и стала застраиваться доходными домами. А храм меж тем все больше ветшал.
Возник план полностью перестроить здание, но на этот план наложило запрет Московское Археологическое общество (МАО) так как здание было «одним из стариннейших московских храмов и не подвергался перестройке со времени своего основания». В результате был принят проект архитекторов Н. С. Курдюкова и С. Ф. Воскресенского, согласно которому главный храм оставался нетронутым, зато трапезная и колокольня выстраивались заново.
В 1905 году была выстроена новая колокольня, она была спроектирована с повторением приемов шатровых и ярусных звонниц XVII века. Могучие, прямоугольные в плане ярусы, несут два яруса звона с высокими арочными проемами, вся композиция увенчана изящным шатровым верхом, на котором находились ныне утраченные главка с крестом. В декоре использованы полуколонки, нишки-ширинки, арочки, пояса, карнизы и другие детали. Её и сейчас можно увидеть за зданием «Союзмультфильма».
Но вот настал черед трудных лет, после революции 1917 года из храма было вывезено 17 пудов 8 фунтов золотых и серебряных. Пострадал и настоятель храма, протоиерей Виктор Кедров. В том же 1922 году он был осуждён на I процессе московского духовенства