W 1483 roku kolegiatę poważnie uszkodził pożar, zniszczone zostały drewniane stropy, górną część wieży i prezbiterium. Następny pożar miał miejsce w 1494 roku. Podczas odbudowy wnętrze kolegiaty powiększono o zakończone prostokątnie prezbiterium, mury podwyższono i nakryto sklepieniem sieciowym, wybudowano w całości murowaną wieżę. W tym czasie wnętrze wzbogaciło się o zachowane do dziś stalle kanonickie. W 1512 roku od strony północnej dobudowano Kaplicę św. Anny i skarbiec, a dwa lata później Kaplicę Matki Boskiej Szkaplerznej od strony południowej. W kruchcie południowej osadzono gotycko-renesansowy portal, najbogatszy pod względem rzeźbiarskim i symbolicznym w tej świątyni. Wszystkie rozbudowy tarnowskiej kolegiaty do początków XVI wieku były zgodne z założeniami architektury gotyku.
Według spisu inwentarza z 1559 roku, przeprowadzonego na zlecenie Rady Miejskiej, kolegiata miała 13 ołtarzy, w tym ołtarz podarowany w 1528 roku przez króla Węgier Jan Zápolya w podzięce za gościnę w Tarnowie. Opiekę nad ołtarzami sprawowały poszczególne bractwa religijne i cechoweF. Herzig, Katedra, niegdyś kollegiata w Tarnowie, Tarnów 1900, s.