十八年（1719年），该寺大规模扩建，在原来的正殿前方，沿中轴线新建了面阔九间、进深九间、人称“九九八十一间”的正殿（即大经堂），以及天王殿、山门殿。两侧对称新建了配殿、钟鼓楼。此次扩建用时六年方告完工。此后，该寺历任札萨克达喇嘛多次小规模修缮该寺。光绪二十五年（1899年），该寺又经较大规模的改扩建，重建了正殿（即大经堂），使正殿结合了汉式和藏式建筑风格，成为二层建筑。此外，还在兴源寺以及相邻的象教寺（建于1670年）周围建起了高大的围墙，从而令兴源寺、象教寺连为一体，形成占地面积2.5万平方米的建筑