В 1874–1875 гг. церковь была расширена за счёт перестройки трапезной платы. Проект от 5 марта 1874 г. разработал архитектор Иван Кузьмич Кострюков. Вместо одной главки над молельным залом было спроектировано пятиглавие. Главка над алтарём ликвидировалась, а основание колокольни с крыльцом-входом и трапезная со всех сторон обстраивалась новыми стенами. Таким образом, облик храма кардинально поменялся. Надзор за работами осуществлял сам автор проекта. Средства на перестройку выделили нижегородские купцы – прихожане храма: Андрей Бочкарёв (церковный староста) и Митрофан Смирнов. Они же снабдили церковь новыми церковными принадлежностями. Вследствие перестройки храм стал трёхпрестольным; из тёмного и мрачного сделался довольно просторным и светлым. Главный престол был освящён во имя святого пророка Божия Ильи. В трапезной были два престола: первый, в приделе на южной стороне, в честь святого апостола Андрея Первозванного и святого великомученика Пантелеимона; второй, на левой стороне, – в честь святого великомученика Мины Египтянина и Семи Отроков Эфесских. При перестройке церкви был установлен новый дубовый иконостас, с образами высокой художественной работы, выполненными в мастерских Серафимо-Дивеевского монастыря. Из древних икон храма особо почитаемой считалась икона Семи Отроков Эфесских XVI в., пред которой молились о болящих младенцах. Также исследователям известно, что при храме издавна существовала часовня, при перестройке устроенная вновь на правой стороне трапезной. В 1893 г. был проведён наружный и внутренний ремонт церкви, а в 1897 г. позолочены главы. В 1902 г.  устроен терракотовый пол пол. В 1914 г. церковь была украшена живописью. 26 октября 1918 г. община храма заключила договор с Отделом по отделению церкви от государства на пользование зданием и имуществом. Исследователям известно, что тогда в церкви было восемь колоколов, 26 богослужебных книг и 56 икон. Дом причта был изъят властями и приспособлен под коммунальные квартиры. В 1927 г. из церкви были изъяты в горфинотдел семь предметов, украшенных драгоценными камнями, а в 1929 г. в госмузей города – два напрестольных серебряных креста XVIII в. В 1922 г.  умер настоятель храма отец Иоаков Матусевич. В новые настоятели община выбрала епархиального противосектантского миссионера Василия Адаменко, ставшего известным благодаря беседам, которые проводились в 1921 г. в Казанской церкви на Зеленском съезде. Противосектантские беседы миссионера собирали полную церковь слушателей и производили сильное впечатление: по словам современников, публичные выступления Василия Адаменко вели к сокращению посещений бесед евангелистов, собиравшихся в бывшем польском костёле напротив Казанской церкви. Во главе с отцом Василием община церкви временно отклонилась в обновленчество: в уставе от 9 августа 1923 г. она заявила, что отвергает иерархию «наград и отличий», стремится «к проведению в жизнь выборного начала в замещении церковных должностей от епископа до псаломщика», а богослужения будут вестись «на общепонятном русском языке с проповедью Слова Божия…». В 1931 г. община издала на свои средства Требник на русском языке, составленный отцом Василием. Сам Адаменко на июль 1931 г. состоял секретарём Митрополитанского церковного управления Нижегородского края при обновленческом митрополите Иване (Миртове).