Работы по перестройке здания проектного назначения под культовое сооружение выполнялись за счет Адмиралтейства под наблюдением главы Адмиралтейств-коллегии Федора Матвеевича Апраксина. В процессе перестройки, помимо отделочных и живописных работ, были выполнены также работы по покрытию кровли смоляным гидроизоляционным составом и устройству на коньке крыши небольшой луковичной главки и башенки со шпилем.
В 1707 г. новый храм освятили. Однако в 1709 г. его пришлось закрыть на реконструкцию, так как в процессе эксплуатации обнаружили, что гидроизоляция основания здания то ли нарушена, то ли вообще отсутствует, что приводило к появлению в храме повышенной влажности и пониженной температуры. Реконструкция закончилась в 1710 г., и здание вновь освятили.
Основными прихожанами нового храма стали жители Морской слободы, которая была застроена небольшими домиками в три длинных линии параллельно южному фронту Адмиралтейства. Из этих линий впоследствии образовались Большая и Малая Морские улицы. Жителями Морской слободы были в основном русские православные работники Адмиралтейской верфи. Иностранные специалисты, работавшие на Адмиралтейской верфи, жили в основном в Немецкой слободе, главной улицей которой была нынешняя Миллионная.
Через семь лет после реконструкции храма выяснилось, что он вновь требует полной реконструкции да к тому же расположен в зоне эспланады верфи-крепости, то есть зоны открытого незастроенного пространства. В связи с этим 6 августа 1717 г. неподалеку от того места, где ныне стоит Медный всадник, состоялась закладка новой (каменной) церкви в имя Исаакия Далматского. При этом присутствовал сам государь, который собственноручно заложил в основание храмового здания первый камень. Строительство этого храма в стиле петровского барокко началось под руководством и по проекту Ивана Степановича (Георга Иоанна) Маттарнови, прибывшего в Петербург по приглашению русского государя в 1714 г.
В ноябре 1719 г. Маттарнови скончался, успев только закончить устройство фундаментов. Продолжать работы по возведению храма стал Николай Федорович Гербель, внесший изменения в проект Маттарнови. Подрядчиком строительства стал каменщик Яков Неупокоев. После смерти Гербеля в сентябре 1724 г. работы продолжились под руководством архитектора Гаэтано Киавери, которому сразу же пришлось исправлять повреждения, возникшие в сводах храма, путем устройства металлических связей и сооружения наружных контрфорсов.
Государь Петр Алексеевич так и не увидел нового каменного храма в честь своего небесного покровителя. Его освятили 30 мая 1727 г., через две недели