W XVIII wieku cerkiew uzyskała status kościoła biskupiego. W budynku złożono prochy serbskiego króla Stefana II Milutina, przywiezione do Bułgarii już w 1460 i przez wiele lat przechowywane w różnych cerkwiach i monasterach. Fakt spoczywania w murach świątyni monarchy spowodował, że pod koniec XIX i na początku XX wieku była ona znana pod nazwą „Sweti Kral” (bułg. Свети Крал czyli „Święty Król”).

25 kwietnia 1856 stary budynek świątyni został rozebrany, po czym w lecie tego samego roku rozpoczęto budowę nowego, o długości 35,5 m i szerokości 19 m. W 1858 nieukończony jeszcze gmach uszkodziło trzęsienie ziemi, na skutek czego prace konstrukcyjne przedłużyły się do 1863. 11 maja 1867 w obecności ok. 20 tys. ludzi dokonano uroczystego poświęcenia cerkwi. W 1879 do użytku oddano także nową dzwonnicę, w której umieszczono osiem dzwonów podarowanych dla świątyni przez rosyjskiego księcia Dondukowa-Korsakowa. W latach 1898–1901 przeprowadzono renowację obiektu według planu sporządzonego przez architekta Nikołę Łazarowa, dodając przy tej okazji pięć nowych kopuł, w tym dużą centralną i cztery mniejsze.