Desde el siglo XII y hasta finales del siglo XVII, el edificio primitivo sufrió modificaciones sustanciales con la construcción de diferentes anexos parroquiales (tal y como se puede apreciar en el Plano de Texeira), así como sucesivas reformas para frenar su progresivo deterioro, que desembocó en un estado de ruina irreversible del conjunto a principios del siglo XVIII.

Es en este momento cuando los párrocos deciden trasladar el culto temporalmente a la cercana Iglesia de San Pedro El Viejo, mientras realizan las gestiones necesarias para levantar un nuevo templo en el solar arrasado, que resultan infructuosas debido al estallido de la Guerra de Sucesión y la inestabilidad política que sigue al cambio dinástico de los Austrias a los Borbones.

A ello se une la excelente acústica del interior, que se mantiene intacta hasta nuestros días, donde todos los elementos del conjunto se prestan a la creación de una "caja de música" excepcional, específicamente concebidos para ello.

Es en estas coordenadas históricas cuando el Estado Español decide mediante acuerdo oficial ceder la propiedad del templo a la Santa Sede.

Todos estos acontecimientos propician que la nueva iglesia pontificia se consagre bajo una nueva advocación (aunque se repita la dedicación):  la de San Miguel Arcángel, patrón de las milicias celestiales y también de la diplomacia vaticana, siendo Papa León XIII y Nuncio Ángelo di Pietro.

El Nuncio confió la atención pastoral del templo a la Congregación del Santísimo Redentor de Madrid,[1]​y de la cual Vicente Nicasio Renuncio Toribio por muchos años fue responsable.

[2]​En 1959, tras la marcha de los últimos redentoristas, el Nuncio encomendó dicha tarea a la Prelatura personal del Opus Dei, hasta nuestros días.

El edificio, de planta de cruz latina, se debe al arquitecto italiano Santiago Bonavía, si bien fue encargado inicialmente a Teodoro Ardemans, que llegó a realizar un diseño, y fue terminado por Virgilio Rabaglio.

En las poco profundas capillas laterales se disponían retablos de aire clásico de finales del siglo XVIII reconstruidos en el siglo XX, en parte sustituidos por confesonarios al ser entregada la iglesia al Opus Dei, con esculturas, y en algún caso vidrieras, también modernas.

Elías Tormo cita en el templo otra talla de Luis Salvador Carmona de Santa Librada crucificada, «muy bella»,[3]​ y un San Pascual Bailón también a él atribuido, que podrían haber pasado a otras dependencias.