В таком виде Петропавловский собор простоял до 1756 года. В ночь с 29 на 30 апреля 1756 года в шпиль ударила молния, горящим он упал на крышу собора. Колокольня была тогда полностью утрачена, повреждена крыша, разбит портик при входе, в пожаре расплавились колокола курантов. Уже 31 апреля был издан указ о скорейшем восстановлении Петропавловского собора. Со всех строек в срочном порядке были собраны строители, достаточно быстро восстановили крышу собора. Изначально крыша собора была двухскатной, после реставрации она становится более плоской. Колокольню же восстанавливали 20 лет. Решено было строить её не из дерева, а в камне. Из-за увеличенной при этом массы строения в основание колокольни стали бить сваи. Появилась дополнительная стена, в результате которой образовались дополнительные помещения.
Таким образом в Петропавловском соборе возник Екатерининский притвор, ризница, отдельное пространство для лестницы на колокольню. При Петре III средства на восстановление Петропавловского собора не выделялись, при Екатерине II был организован специальный архитектурный конкурс. На конкурс были поданы проекты Фельтена и Чевакинского где предусматривалось коренным образом изменить образ храма. Однако по настоянию Екатерины II его начали восстанавливать по первоначальному проекту Доменико Трезини. Новая деревянная конструкция шпиля была выполнена по проекту Брауера. Возводила его бригада талантливого инженера Еремеева. Инженер этот был замечен в пристрастии к выпивке, поэтому выпустили специальный приказ не выпускать Еремеева за пределы крепости без присмотра. Новый шпиль вырос со 112 метров до 117. Ангела выполнили по первоначальному рисунку. При пожаре удалось спасти иконостас. Способствовала этому его разборная конструкция, из здания его по частям выносили солдаты князя Голицина.
Новые куранты было предложено выполнить русскому часовому мастеру Миллеру. Работу выполнить он согласился, но отказался подписывать необходимые гарантии. Тогда был объявлен конкурс на котором победил голландский мастер Оорт-Крас. С ним был заключён договор, по которому первая часть гонорара он получал при представлении механизма часов комиссии, вторую же только после установки курантов на колокольню собора. Осенью 1760 года часы привозят в Санкт-Петербург. Оорт-Красу выплачивают первую часть жалования, однако установить их на колокольню не удаётся, так как её собственно ещё не существовало. Механизм пришлось временно разместить на небольшой временной колокольне. Во время ожидания окончания строительства новой колокольни в 1764 году Оорт-Крас умирает. Куранты установили на колокольню Петропавловского собора только в конце 1770- годов.