El asalto anglo-holandés de 1596 arrasó la ciudad y el edificio. Tras este hecho, de gran repercusión para la historia de Cádiz, las monjas se trasladaron a otras localidades como Jerez y Sevilla a la espera de que el monasterio fuera reparado. Entrado el siglo XVII se inician las obras de mejoras. Es durante esta época cuando se lleva a cabo el gran proceso de transformación arquitectónica cuyo resultado será el actual monasterio. En 1605 se trabajaba en la reconstrucción bajo la dirección del maestro de obras Luis Ramírez a quien se debe la traza de la actual capilla de los Villavicencio y probablemente la de los Angeles, cedida en 1605 a Cristóbal Corbalán y absorbida posteriormente por la capilla del Nazareno.
En 1616 se decide la ampliación de la nave principal creando una nueva capilla mayor, cuyo diseño fue dado por el arquitecto Alonso de Vandelvira. La ejecución de esta obra que incluía el crucero fue lenta y costosa por lo que, dada la escasez de recursos, hubo que ceder su patronato a la familia Blanqueto, cuyos escudos adornan la cúpula del crucero. En ese mismo año se concede espacio para la construcción de la capilla del Nazareno, que se realizará bajo el diseño del propio Vandelvira, así como la portada exterior que se contrata en 1617.
Consolidado el esquema de la iglesia, la comunidad decide la construcción del claustro y así fueron sacadas a pregón las condiciones de obra, en las que se especificaban entre otras las siguientes obligaciones: que constaría de "quatro paños de claustro (...) con veinte colunas (...) ventanas de madera de pino flandes en la galería alta (...) alizares de labor de pisano (...) y doze celdas en la galería alta". Estas condiciones fueron rematadas por Juan de Quadros y Gabriel del Valle en 1631, comprometiéndose a realizarlo en un plazo de ocho meses, y por la cantidad de 3.999 ducados. En los años finales del siglo se hizo el campanario de manos de Felipe Gálvez, reemplazado en 1760 por el actual, realizándose en este mismo año la cubierta de la escalera claustral , desde donde se accede al coro bajo. El inmueble abarca buena parte de la manzana formada por las calles Santa María, Mirador, Público y Teniente Andújar, calle en la cual se encuentra el torno.
Traspasada la doble reja del coro se encuentra la iglesia, que presenta una disposición especial fruto de las reformas que ya conocemos. En realidad está constituida por una sola nave a la cual acceden dos capillas en el lado del evangelio y una, la capilla del Nazareno, en el lado de la epístola.
Resultan también de una gran belleza los dos aguamaniles, que se encuentran en la iglesia. El primero, haciendo las funciones de lavabo de sacristía, está atribuido a Cayetano de Acosta. El segundo, a los pies de la Capilla del Nazareno, queda formado por un ángel atlante de minuciosa labra y origen italiano, donado, según consta en una inscripción, en 1670 por David Zucar en recuerdo de los tres hermanos.
Al exterior, el monasterio queda representado por la espléndida portada de la iglesia, culmen visual de la calle Santa María, diseñada también por Vandelvira y de gran fuerza y expresividad arquitectónica. Sobre ella y fruto de la intervención dieciochesca se sitúa el campanario coronado por un cuerpo octogonal con chapitel ornamentado con azulejos sevillanos. Del mismo modo, en la calle de su nombre se encuentra el mirador, que primitivamente, antes de la ubicación de la manzana que lo ciega, miraba al Campo del Sur y al mar.
Como se decía, la presencia del convento en la ciudad y en el barrio resulta de inestimable interés. Ya no sólo por la presencia de la popular imagen del Nazareno, ni por sus valores arquitectónicos ni patrimoniales, sino por la labor de apoyo al barrio que realizan las monjas. En sus dependencias existe una Asociación de Mujeres que trabajan por el barrio. Junto a esto las cinco hermanas que actualmente habitan el monasterio, preocupadas como todas por la falta de vocaciones, viven a diario su labor de rezos mantenimiento de este magnífico edificio y confección de obleas para las parroquias de la Diócesis. Con su venta obtienen algunos ingresos que permiten la subsistencia de este monasterio, que forma parte de uno de los doscientos que la orden tiene repartidos por Europa, África y América.