1640 var pladsen blevet for trang. Overbygmester Leonard Blasius forestod nu en betydelig udvidelse af Holmens kirke. Den tidligere smedje blev forhøjet, så den flugtede med tårnbygningen, som blev inddraget til kor, og der tilføjedes en nord - syd korsgang med klokkespir over krydset.
Hovedindgangsportalen fra 1619 "Den store Kirkedør" i nordsiden blev rykket ud i den nye korsarms nordgavl - ud mod den nuværende Holmens Kanal. Således kom kirken til at fremstå med den grundplan, den har endnu.
Mod øst ligger "Skippergangen", mod vest "Korgangen", mod nord "Kaptajns-gangen" og mod syd "Urtegårds-gangen".
Den således sammenstykkede kirke stod nu i mange forskellige materialer - gule mursten, røde mursten, munkesten og mindre nyere sten. Det var derfor nødvendigt at pudse murene, der derpå bemaledes med gule og røde vandrette striber, som imitterede gule og røde mursten, med hvide afstribninger, der skulle illudere fuger.
100 år senere havde vind og vejr medtaget malingen så meget, at der måtte gøres noget, og i 1763 blev hele kirken pudset op og malet lysegrå. Ved den store restaurering 1872 blev murene pudset med rød cement. Taget blev tækket med skifer, som senere over en længere periode (1688 - 1701) udskiftedes med det kostbare kobber. Dette blev igen erstattet med sortglaserede vingetegl 1834-36.
Omlægningen af gadenettet i 1860'erne, der gjorde Holmens Kanal til en hovedfærdselsåre medførte at indgangen i østgavlen nu blev den naturlige hovedindgang. Ved hovedistandsættelsen 1872 fik denne indgang en værdig portal idet Holmens Kirke overtog den gamle Kongeport fra Roskilde Domkirke, der i alder og stil harmonerer smukt med Holmens kirke.
