Carlos V decide elevar esta iglesia a categoría de colegiata o catedral, lo cual le fue concedido por León X, en una bula de 1528, pero no tuvo lugar por la oposición del Cabildo de Toledo. En la época de Carlos V se enriqueció el templo con capillas particulares, como la famosa de Juan de Vozmediano.

En tiempos de Felipe II se hacen obras en la iglesia. Escribe López de Hoyos: «Renovando el enmaderamiento de la techumbre de Sta. Maria borraron canónigos que con sus capirotes o cogullas estaban pintados en las tabiquas del enmaderamiento» (20).

No se abandonó la idea de elevar de categoría a esta iglesia. Felipe III obtiene una Bula de Clemente VIII para levantar un nuevo templo que estuviera más acorde con la capital del Reino. Madrid ofreció 150.000 ducados y propuso la nómina que había de integrar el Cabildo; la Reina Margarita ofrece para la fábrica 500.000 ducados. Al morirse la Reina, y existiendo la oposición toledana con el Cabildo y el Cardenal Sandoval y Rojas, tampoco tuvo este intento un buen resultado.

En el reinado de Felipe IV se avanzó más en la idea, a consecuencia de la determinación del testamento de la Reina Isabel de Borbón, que dota a la iglesia con 60.000 ducados, admitiéndose la oferta de Madrid de 150.000 ducados. Se nombra una Junta de prelados y altos funcionarios, reuniénose un grupo de arquitectos para levantar los planos, aceptándose los del anterior proyecto: iglesia de tres naves, crucero con cúpula, dos torres y un coro, compuesto de 120 sillas; capilla para el servicio parroquial, claustro con salas capitulares y otras dependencias. La villa de Madrid además de su donativo determinó ceder el lugar que ocuparon las casas del Duque de Medina de Rioseco, almirante de Castilla, que habían sufrido un incendio y estaban contiguas a la iglesia de Santa María. Se celebró una solemne función para colocar la primera piedra, que tuvo lugar el 15 de abril de 1613; asistieron el Rey y toda la Corte, Comunidades, Clerecía, Caballeros de las Ordenes Militares... (21). Se colocó una cruz frente a Palacio. Pero, en la práctica, no se llegó más que a estos festejos, por la escasez de recursos económicos de la villa para acometer semejantes obras. Tampoco se podía esperar ayuda del Rey, que estaba muy ocupado por sus problemas políticos, pues, como dice Baena, «nada se hizo por las guerras y calamidades (22).

Quedando abandonado el proyecto, se determinó, en 1638, mejorar la antigua iglesia, que estaba en malas condiciones y había sufrido bastante por una tormenta. Se reparó el edificio, metieron cimientos en la capilla mayor, reedificándose; se construyó un Camarín, "tachonado de oro y colores diferentes, obra del pintor don Dionisio Mantuano» (23).

Este Camarín se construyó a expensas del Duque de Pastrana, don Rodrigo de Silva y Mendoza. El resto de la iglesia, naves, media naranja, y «ocultándose la cubierta de madera, después de embovedados quedaron en los desvanes, llegando hasta nuestros días», escribe Baena (24); el coro se reedificó sobre sus cimientos. Sobre el yeso se pintó al fresco varios adornos, los misterios y atributos de la Virgen, milagros y a Santiago y San Calocero. La obra se concluyó en 1649, aunque desde 1640 ya estaba la Virgen en su trono (25). Sería un buen conjunto de decoración barroca, «no lo hay tan pulido y extraordinario en toda España», manifiesta Vera Tassis (26). Se hizo un nuevo retablo en el cual estaba el milagro del pozo, pintado por Alonso Cano, y un trono de plata para la imagen de la Virgen. Contribuyó la Reina con dinero y un vestido para la Virgen, empezando desde entonces a vestirse la imagen. Para el decorado de la iglesia dio la Reina 400 doblones (27).

En 1640 se funda la Real Congregación de Esclavos, figurando en ella el Rey, el príncipe y muchos títulos de Castilla; entre ellos, el duque del Infantado y el de Pastrana. Su fin fundamental era el culto y veneración de María, y de una manera singular, la defensa del dogma de la Inmaculada Concepción. La fiesta se celebraba el día 8 de septiembre, día de la Natividad de la Virgen. En 1646, el Concejo madrileño vota el guardar también esta fiesta (28).

El aumento de la devoción y el culto a la Virgen de la Almudena hizo crecer su tesoro con ofrendas y dones de rico valor. Entre las cuales, escribe Quintana, «la de mayor es una corona imperial de oro, de martillo, que la cristianísima reina de Francia Doña Ana de Austria, en demostración del cordial afecto y devoción que tiene a esta santa imagen, la envió desde aquel reino, que es con la que la coronaron en el año de mil seiscientos diez y seis» (29). Las ofrendas de las reinas y damas principales fueron continuas, tanto de joyas como mantos para vestir a la imagen, así como objetos de culto.

La Virgen de la Flor de Lis.

En 1623 tuvo lugar el descubrimiento de esta pintura, que durante muchos años había estado oculta. Quintana, que fue contemporáneo del hecho, cuenta cómo fue el hallazgo y cómo la Reina Isabel, unos días antes de dar a luz a la infanta Margarita, decidió hacer una novena a la Virgen de la Almudena, mas por estar la imagen en una capilla muy pequeña determinaron pasarla al Altar Mayor. Para acomodar a la Virgen fue necesario quitar unos tableros del retablo mayor, descubriendo unas pinturas de la Virgen pintadas en la pared. Como se tenía gran prisa para preparar la capilla, volvieron a taparla, sacando antes una copia (30). En 1638 se arrancó el trozo de muro que estaba pintado y se llevó a los pies de la iglesia, poniéndose la siguiente inscripción: « Esta sagrada imagen de Nuestra Señora de la Flor estuvo pintada en la misma pared y oculta detrás del Retablo del Altar Mayor, descubriendose con una fastuosa novedad, año de 1623, con ocasión de trasladar a él Nuestra Señora de la Almudena. Después el año 1638 se traslado y coloco en este sitio, sacandole entero de la pared el espacio de ladrillo y yeso en que estaba pintada. Su antiguedad es del tiempo del rey Don Alfonso el Sexto que conquistó la última vez a Madrid, pintose en ausencia de Nuestra Señora de la Almudena, cuando estuvo encerrada en el muro y el Rey mandó consagrar esta iglesia y dedicarla a Nuestra Señora con esta santa imagen. Y en señal de su consagración la cruz roxa que tiene al pie consagrola el arzobispo de Toledo Don Bernardo de Agen, el año 1083 siendo pontifice Urbano II y se traslado el año 1642 que se puso este rotulo y ha 559 que esta en esta iglesia.» Fundada una congregación de jardineros, en 1834, la nombran Patrona, y la pasaron a su capilla (31). Al ser demolida la iglesia fue trasladada a la de Sacramento y, más tarde, a la cripta de la Almudena, donde se encuentra en la actualidad.

El tipo de Virgen es muy parecido a la Madona de Madrid, sentada, sosteniendo el niño en su rodilla izquierda, en la mano derecha lleva una flor de lis, lo que ha dado nombre a la Virgen. Se creyó en el siglo XVII que esta pintura era de la época de Alfonso VI, basándose en que la flor de lis se debía a que doña Constanza era francesa y por eso esta flor (32), pero el tipo corresponde a las Vírgenes de la segunda mitad del siglo XIII. Ha sufrido bastantes restauraciones.

Así continuó la iglesia hasta el año 1777, en que el edificio se encontraba en muy malas condiciones y los cimientos ruinosos. Se encomiendan las obras a Ventura Rodríguez, el cual consolida la fábrica y decora el interior, hace desaparecer la armadura de madera que continuaba existiendo, aunque oculta por las obras de 1640; adorna con casetones las bóvedas, hace una cúpula y otros elementos, y despoja a la iglesia de las ennegrecidas doraduras, a que ya no parecían de oro, sino de hollín», dice Ponz (33). Mesoneros Romanos elogia la obra de este arquitecto: "Sacó todo el partido que podía sacarse, afirmando cuanto pudo el edificio, enriqueciéndole con curiosos casetones en las bóvedas y otros ornatos de buen gusto en las arcadas» (34). Mas estas obras no debieron ser suficientes, ya que hacia 1850 se hallaba cerrada al culto y la imagen de Nuestra Señora trasladada a la iglesia de religiosas del Sacramento, pues «se estaban ejecutando obras de consideración», informa Mesonero Romanos en su Nuevo Manual de Madrid, de 1854 (35). En 1855 ya debía de estar completamente restaurada y abierta al público, como se nos manifiesta en una pintura de Ramón Soldevilla en la que se representa a la Reina Isabel II y su esposo visitando el monumento de Jueves Santo en esta iglesia, en el momento de pasar al interior (36).