W celu zebrania funduszy zwrócono się do władz guberni warszawskiej o pozwolenie na kwestę, jednak została ona odrzucona listem datowanym 27 lipca 1894 w Warszawie.
W latach 1895–1898 wzmocniono mury, w 1898 zwieńczono kościół kopułą, w 1906 urządzono boczne ołtarze z białego marmuru, wykonane przez przedsiębiorstwo Andreoleti z Tbilisi, które wykonało również zachowaną do dziś mozaikową posadzkę. Lewy ołtarz ufundowała W. Marska, upamiętniając pięćdziesięciolecie dogmatu o Niepokalanym Poczęciu NMP.
W 1910 w kościele wykonano kolejny remont, w czasie którego zainstalowano oświetlenie elektryczne. thumb|242px|Ołtarz główny
Wraz z poświęceniem nowego kościoła rozpoczęło się ożywienie religijne i kulturalne wśród Polaków w Gruzji. Przy kościele utworzono Towarzystwo „Dobroczynność” (pierwszą polską organizację w Tbilisi) oraz podstawową szkołę polską, do której uczęszczała przeszło setka polskich dzieci. Organizowano przedstawienia teatralne po polsku. Liczba katolików wzrastała, w 1887 roku było już 3105 dusz. Wszystkie prace w kościele, jak również budowa domu parafialnego odbywały się pod okiem proboszcza J. Baranowskiego. Jego następcą został Gruzin – ks. Michał Antonaszwili, który kierował parafią do 1921.