W XIII wieku w czasie inwazji Mongołów świątynia została ponownie zrujnowana. Odbudował ją i rozbudował w XIV wieku Oldżajtu z dynastii Ilchanidów, mongolski władca Iranu, który w 1310 roku przeszedł na szyizm.
Rozkwit sanktuarium rozpoczął się za panowania Szahrucha z dynastii Timurydów, który często pielgrzymował do grobu imama Rezy. Jego żona, Gouharszad Agha, w 1418 roku zleciła architektowi Kawamoddinowi budowę obok mauzoleum imama meczetu (Meczet Gouharszad), uznawanego obecnie za jeden z najpiękniejszych meczetów na świecie. W okresie panowania Szahrucha mauzoleum imama Rezy zostało otoczone rozległym kompleksem świątynnym.
Szczyt rozbudowy sanktuarium przypadł na okres panowania Safawidów. Kopuła nad grobem imama została pokryta złotymi płytkami, a na terenie kompleksu świątynnego zbudowano liczne minarety, dziedzińce (sahn), arkady (riwaq) i medresy. Grobowiec imama obudowano ozdobną strukturą kratownicową, zamykającą grobowiec (zahir).
W okresie od XVIII do XIX wieku, za panowania Nader Szaha oraz dynastii Kadżarów, kompleks sanktuarium podlegał dalszej rozbudowie i zdobieniu.
29 marca 1912 roku sanktuarium zostało ostrzelane z artylerii przez wojska rosyjskie. Ostrzał uszkodził zabudowę oraz zabił dużą liczbę pielgrzymów i mieszkańców Meszhedu.