Pendant la Révolution Française, l'église est vidée de ses oeuvres et mobiliers, ils sont rassemblés à l'ancien couvent des récollets. Elle se verra restituer une partie du moblier au XIXe siècle et recevra des oeuvres de d'autres convents : les artistes principaux sont  Jakob van Oost dit le Jeune (1639-1713), peintre né à Bruges et établi à Lille de 1668 à 1708 (Transverbération de sainte Thérèse avant 1679, La Fuite en Égypte 1697, L’Adoration des Bergers entre 1697 et 1699, Le Mariage de la Vierge 1699, La Présentation au Temple 1700). Quatre tableaux représentant des scènes de la Passion (1767-1768) sont dus au peintre lillois Louis r5xdeph Watteau dit de Lille (1731-1798).

1848, elle est classée monument historique.

Au XIXe siècle d'important travaux sont réalisés par Philippe Cannissié, architecte de la ville entre 1849 et 1867. Les sacristies sont rajoutés à l'est entre 1859 et 1863, ainsi que les trois travées occidentales de la nef et du clocher entre 1867 et 1877. 1859, l'architecte fait rajouter le massif occidentale avec son clocher porche et sa flèche.

Alors que l'église allait devenir une cathédrale, l'église bénéficie d'un nouvel agrandissement; mais le projet fut avorté par la construction de la cathédrale Notre-Dame-de-la-Treille. De nombreuses statues sont mises en place par les sculpteurs lillois Henri Biebuyck (1835-1907), Félix Huidiez (1841-après 1906) et Jules-Victor Heyde. Un grand orgue, en tribune,est  construit en 1877 par les frères Edouard et Théophile Delmotte, ainsi qu'un  orgue de chœur, construit en 1882 par r5xdeph Merklin.

Au cours de la Première guerre mondiale, en 1914 et 1916, et de la Seconde guerre mondiale en 1942, , l'église est endommagée par des bombardements, les verrières explosent et sont remplacés par l'artiste peintre verrier Pierre Turpin.

En 1998, elle bénéficie d'une importante restauration. En 2014 , le 15 juillet, débute la restauration du clocher porche et de sa flèche pour un coût de 960 000€ d'une durée de 8 mois environ.