教会は1898年にドーム（丸屋根）状の建物を加えられて改築された。また1915年にはヨーゼフ1世がこの聖ネデリャ教会に葬られている。1925年にブルガリア共産党による聖ネデリャ教会襲撃事件によって倒壊し、150人を超える人命が奪われた。襲撃後、1927年夏から1933年の間に教会は元の近代的外観へと修復された（修復が完成した年の1933年4月7日にも再び開会式典が行われている）。これはほとんど新築されたようなものとなり、長さ30メートル・幅15メートル50センチ、そして教会の特色である中央丸屋根のドーム部分は高さが31メートルもの高さになった。また、戦争などで爆撃を免れた金箔の聖像が教会へと返還された。