كما أفسح في كل جهة من جهاته الثلاث: الجنوبية والغربية والشمالية عشرة أذرع؛ فيكون ما أضافه إلى المسجد ٤٩٦ مترا مربعا، وقبل بدء العمل استشار أصحاب رسول الله -صلى الله عليه وسلم- في التوسعة.
فحسن الناس له ذلك ودعوا له. وفي صباح اليوم التالي دعا العمال وقد باشر ذلك بنفسه. وكان ابتداء العمل في ربيع الأول عام ٢٩هـ ونهايته في أول محرم عام ٣٠ هجرية، وقد استغرق العمل عشرة أشهر.
توسعة الوليد بن عبد الملك الأموي:
في عام ٨٨ هجرية وسعه الوليد بن عبد الملك الأموي وأضاف إليه حجرات أمهات المؤمنين، وقد بلغت توسعته من الجهة الغربية عشرين ذراعا، ومن الجهة الشرقية ثلاثين ذراعا؛ فتكون زيادة ٢٣٦٩ مترا مربعا.
وهو أول من وشى جدرانه بالمرمر، وزخارف الفسيفساء. وجلل سقفه بماء الذهب، وقد جعله من خالص خشب الساج. واستمر العمل في تجديده أربع سنوات؛ لأنه ابتدأه في سنة ثمان وثمانين وانتهى في سنة إحدى وتسعين للهجرة.
وقد أنفق في عمارته خمسة وأربعين ألف دينار.
وكان ذلك في ولاية عمر بن عبد العزيز، على المدينة المنورة، وقد أشرف على العمارة بنفسه.
توسعة المهدي بن المنصور العباسي:
في عام ١٦١ هجرية. جدد عمارة المسجد المهدي العباسي.
وزاد مائة ذراع في الجهة الشمالية فتكون توسعته ٢٤٥٠ مترا مربعا.
وقد استمر العمل أربع سنوات. ابتدأ في عام ١٦١هـ، وانتهى سنة ١٦٥هـ.
تجديد المستعصم بالله العباسي:
في عام ٦٥٥هـ. وقع احتراق في المسجد النبوي الشريف بسبب إهمال موقد المصابيح. وقد خرب الحريق المسجد، ولم يفلت منه إلا قبة الناصر لدين الله التي كانت في رحبته، وحين بلغ المستعصم العباسي الخبر، أرسل الصناع والآلات في موسم الحج، وبدأ العمل عام ٦٥٥هـ. وقد حدثت في هذا العام أحداث التتار وحروبهم؛ ولكن عمل البناء لم يتوقف؛ إذ اشترك فيه الملك المظفر ملك اليمن، وملك مصر نور الدين علي بن المعز الصالحي، وإن كانت العمارة لم تنته إلا في عهد الملك الظاهر بيبرس.