Для расширения бань на Пресне Бирюков нанял архитектора Ивана Машкова, по проекту которого в 1903 году на углу Прудовой и Большой Пресненской улиц было построено новое 1-этажное здание в стиле модерн с искусной лепниной, ковкой и резными дверьми. Главный вход был оформлен подковообразной нишей над дверью, которую заняло мозаичное панно «Лебеди» работы Михаила Врубеля. В новых банях были организованы «Дворянское» отделение для изысканной публики и «Народное» для всех желающих, работали буфет, чайная, бильярдная и библиотека, а также был устроен небольшой зимний сад. «Банный король» прожил почти 80 лет, пользовался уважением среди московских коммерсантов, заседал от купечества в Сиротском суде и Совете детских приютов. После смерти Петра Бирюкова его хозяйство перешло супруге Клавдии Павловне, при которой все бани были подключены к водопроводу и обеспечены чистой водой из скважин. В дни декабрьского восстания дружинники организовали в здании Бирюковских бань на Пресне госпиталь, а парные работали только для гарнизона баррикад у Горбатого моста и Кудринской площади. Оказавшиеся в центре боевых действий бани сильно пострадали от обстрелов правительственных войск, но уже в 1908 году были реконструированы архитектором Иваном Машковым и инженером Богданом Нилусом.