Około 1520/30 kościół przebudowano, okna otrzymały późnogotycką formę, od zewnątrz świątynię wzmocniono przyporami, a elewacja zachodnia wzbogacona została o szczyt. W latach 1658–1662 wnętrze przebudowano, zmieniono sklepienie w absydzie i prezbiterium, którego wysokość została wyrównana do nawy głównej. Wprowadzono tradycyjne formy gotyckie. Tryforia empor wyburzono, a w ich miejsce powstały półkoliście zamknięte arkady. W 1697 ujednolicono formy okien i maswerków, wyburzając pozostałe romańskie okna empor. Wcześniej, w latach 1663–65 powstał barokowy ołtarz główny. W 1784 powódź zniszczyła częściowo wnętrze świątyni. W 1811 zasypano podziemia kościoła i wzmocniono fundamenty. Wcześniej, w 1804 roku, w ramach sekularyzacji Kolonii, po kasacji kanoników kolegiaty św. Jerzego, kościół Maria am Lyskirchen stał się samodzielną parafią. W latach 1860–65 dokonano regotycyzacji wystroju wnętrza (ołtarz główny, ołtarze w kaplicach, witraże), który zaprojektował koloński architekt Vincenz Statz. W latach 1868–76 miała miejsce gruntowna restauracja świątyni, przywracająca jej romański charakter (m.in. odsłonięto kryptę, wzniesiono nową fasadę zachodnią), zaś do 1881 roku trwały prace konserwacyjne nad późnoromańskimi malowidłami.