Påve Innocentius III lät år 1204 bygga om härbärget till ett sjukhus – Ospedale di Santo Spirito in Sassia. År 1208 ändrades kyrkan namn från Santa Maria in Saxia till Santo Spirito in Sassia. Hela byggnadskomplexet härjades ånyo av en eldsvåda år 1471. År 1473 gav påve Sixtus IV Baccio Pontelli i uppdrag att rita nya sjukhusbyggnader samt restaurera kyrkan. Bland annat uppfördes fyra klostergårdar samt kyrkans kampanil. Under Roms skövling i maj 1527 ödelades kyrkan och det beslutades att man återigen skulle återuppbygga den. Ritningarna gjordes av Antonio da Sangallo den yngre och byggnadsarbetena pågick från 1538 till 1544. Under påve Sixtus V (1585–1590) utfördes kyrkans fasad efter ritningar av Ottaviano Mascherino.