Odbudowę i jednocześnie modernizację obiektu w stylu barokowym prowadzili jezuici, którzy przejęli Kościół w 1624 roku. Wykonano wtedy między innymi nową posadzkę, nadbudowano empory, podwyższono nawy boczne, gotyckie sklepienia ozdobiono sztukaterią, a w miejsce kaplicy św. Anny powstała Kaplica Zmarłych. W tym czasie powstały też ambona i konfesjonały – dzieła rzeźbiarza Michała Klahra. W latach 1727–1729 wzniesiono obecny ołtarz główny.
W 1776 roku opiekę nad świątynią po kasacie zakonu jezuitów przejął Królewsko-Pruski Zarząd Szkół, a kościół zaczął częściowo podupadać. Restytucja zakonu miała miejsce w 1814 roku. Do kościoła kłodzkiego wrócili jezuici, którzy pozostają tu do dziś. W późniejszych okresach zabytek był kilkakrotnie odnawiany, między innymi w latach 1836–1841, 1929–1931 i 1932–1937.