W początkach XVIII w. Tarchomin został zakupiony przez rodzinę Ossolińskich. Z inicjatywy Franciszka Maksymiliana Ossolińskiego w 1720 rozpoczęto restaurację i rozbudowę świątyni. Do 1730 wybudowano nową zakrystię, skarbiec przy prezbiterium i barokową kruchtę od frontu. Kościół wzmocniono 12 skarpami, otynkowano i pokryto nowym dachem. Uporządkowano również cmentarz przykościelny, wzniesiono budynki kostnicy i dzwonnicy, które wbudowano w mur otaczający cmentarz. We wnętrzu kościoła został zbudowany nowy drewniany chór muzyczny, ołtarz główny z tabernakulum, dwa ołtarze boczne, położono także nowe stropy. Po 1730 wybudowano nową ambonę, chrzcielnicę z czarnego marmuru i kryptę grobową rodziny Ossolińskich. W 1785 ówczesny proboszcz ks. Franciszek Czajkowski dokładnie opisał parafię ukazując usytuowanie i położenie kościoła parafialnego. Parafia wówczas należała do diecezji płockiej, archidiakonatu pułtuskiego, dekanatu radzymińskiego, województwa mazowieckiego, ziemi i powiatu warszawskiego. W 1878 w kościele zostały zainstalowane siedmiogłosowe organy.