W „złotym” wieku XVI, kiedy mieszczanie Bydgoszczy znacznie się wzbogacili, dojrzewał projekt rozbudowy kościoła. W 1522 roku zdecydowano o budowie w jego miejscu świątyni murowanej. W latach 1560–1564 szczególnie częste są zapisy fundacyjne na budowę nowego kościoła. Rzeczywiste prace rozpoczęto jednak dopiero w 1582 rokuBartoszyńska-Potemska Albina: Dzieje i architektura kościoła i klasztoru Klarysek w Bydgoszczy. In. Prace komisji sztuki t. I: Bydgoskie Towarzystwo Naukowe. Prace Wydziału Nauk Humanistycznych. Seria D: 1965. W tym roku odbyła się wizytacja Bydgoszczy przez biskupa Hieronima Rozdrażewskiego, w której określono starą kaplicę św. Ducha, jako „zrujnowaną, stojącą między domami” oraz odnotowano rozpoczętą budowę kaplicy murowanej. Budową zajmował się mieszczanin Grzegorz GraczaWłaściciel spichrzy i barek rzecznych.. Wystawił on dwie ścianyPółnocna i północno-zachodnia., zapewnił środki na budowę zakrystii oraz wezwał innych obywateli do dokończenia budowy. Jego apel podjął Stanisław Diabelek, który wymurował pozostałe ściany i część szczytu zachodniego.