W nocy 9/10 maja 1872 miał miejsce następny, dewastujący pożar kościoła (spłonęła wówczas niemal 1/3 miasta). Od tego roku dokonano zasadniczej przebudowy (wówczas zostały odbudowane sklepienia i dach). W konsekwencji świątynia utraciła barokowy styl (zmieniono wieżę z barokowym hełmem, boczną kaplicę z kopułą, zaś szczegóły architektoniczne uległy zatarciu)Stefan Stefański, Sanok i okolice. Przewodnik turystyczny, Sanok 1991, s. 39.. Po pożarze malowanie w kościele wykonał malarz Tabiński z Rzeszowa, które zachowało się do 1935. W 1886 ukończono gruntowną przebudowę kościoła po pożarach, w ramach której odbudowano sklepienia i dach. W dokonano restauracji kościoła, podczas której zostało obniżone barokowe sklepienie, przysklepione okna, wybite wejście do kaplicy. Do jesieni 1895 dokonano rekonstrukcji zniszczonej w pożarze wieży kościoła (według projektu inż. architekta Władysława Beksińskiego, wykonawcą był Karol Gerardis;