W XV-XVII kościół zachowując swój główny korpus w niezmienionej formie jednocześnie poprzez dobudowywanie przez osoby prywatne i instytucje średniowieczne kolejnych kaplic oraz wybudowaniu zakrystii zmienił znacznie sylwetkę. Kaplica Świętej Marii Dziewicy została wybudowana w 1406 roku, a pierwsza wzmianka o kaplicy Świętej Anny pochodzi z 1414. Następnie, w latach 1519–1521, do prezbiterium dobudowano kaplicę ufundowaną przez biskupa warmińskiego. Natomiast przylegającą do niej, od strony wschodniej, inną kaplicę ufundował w 1624 bartoszycki aptekarz Adam Retting.
W 1487 roku kościół konsekrowano po raz drugi, a od 1525, po sekularyzacji Prus, służył ewangelickiej społeczności miasta, która przez kolejne kilka wieków stanowiła zdecydowaną większość mieszkańców Bartoszyc.
W 1642 do południowej części dodana została chrzcielnica, a kościół wyposażono dodatkowo w wykonane prawdopodobnie przez organmistrza Wernera z Elbląga, pochodzące z 1651 organy. Natomiast według kościelnej księgi rachunkowej, w 1678 przywieziono do Bartoszyc, wcześniej zamówiony i wykonany prawdopodobnie w Królewcu, bogato zdobiony, późnorenesansowy ołtarz.