Nonnene ble meget populære blant byens befolkning, og var kjent for sin profesjonalle behandling. Mange leger anbefalte sine pasienter til Vor Frue Hospital. Søstrene tilbød dessuten gratis behandling til de fattigste pasientene. Ganske snart måtte sykehuset bygges ut på nytt grunnet den store pågangen, og i 1923 ble grunnstenen til den nye fløyen mot Ullevålsveien lagt ned. Dermed fikk sykehuset flere moderne operasjonsstuer, røntgenapparat og flere sengeplasser. I den nye fløyen ble det også innredet et kapell, som ble vigslet av biskop Johannes Olav Smit i 1926. Året etter stod den nye fløyen ferdig, og en kunne endelig begynne å tenke på å bygge nye boliger for nonnene. En lot derfor rive de gamle trehusene mot Akersveien, og et par år senere ble det bygget opp en ny fløy i mur. Både den nye sykehusfløyen og søsterboligene var tegnet av arkitekt Ole Sverre. Etterhvert var det blitt et riktig komplett sykehus, som i tillegg til en kombinert fødeavdeling og gynekologisk avdeling også hadde både medisinsk, kirurgisk og radiologisk avdeling. Søstrene opprettet dessuten en nevrologisk klinikk på Grefsen, men denne hadde ingen offisiell tilknytning til Vor Frue hospital.