در اول حکومت صفويه حرم گنبدي داشته پست نظير گنبد سلطانيه با پوشش کاشي و داراي ايواني به صورت گچ شده که همين ايوان صحن عتيق مي‏باشد داراي يک گلدسته به همراه مجموعه‏ي مسجد گوهرشاد و رواق‏هاي دارالسياده و دارالحفاظ و صحن عتيق که حدود صحن فعلي بوده است. حرم توسعه پيدا کرده و طلاکاري شروع شده است و کاشي‏کاري‏هاي معرق هم در اين زمان آغاز شده، با استقرار حکومت صفوي اولين کاري که مي‏کنند طلاکاري گنبد مي‏باشد که در زمان شاه طهماسب بوده و خود حرم نيز گچ‏بري مي‏گردد. در همين زمان حمله ازبک‏ها آغاز مي‏گردد، در اين حمله حرم مطهر غارت مي‏گردد و اشياء نفيسه به يغما مي‏رود، بعد از اين واقعه شاه عباس پياده به مشهد مي‏آيد و گنبد را مجددا طلاکاري مي‏کند. سال 1016 هجري، رواق الله وردي‏خان در زمان شاه عباس ساخته مي‏شود، رواق حاتم خاني نيز در همين زمان ساخته شده است. توحيد خانه، راهروي دارالسلام، صحن عتيق، بست بالا و بست پائين مقداري شکل مي‏گيرد نهر چشمه کيلاس به صحن مبارک جاري مي‏گردد و ضلع غربي رواق دارالضيافه هم ساخته مي‏شود در ورودي از طرف دارالضيافه بوده که سر دري هم داشته و به رواق الله وردي‏خان رفت و آمد مي‏شده است. در سال 1084 در مشهد مقدس زلزله مي‏شود و قسمت بالاي گنبد خراب مي‏گردد و پائين هم به لحاظ اين که طاقت نداشته خود آن را خراب مي‏کنند، زمان شاه صفي گنبد را مي‏سازند، داخل اين گنبد به صورت تيرک‏هاي عمودي آجري است که به صورت شاقولي و شعاعي به طرف بالا قرار دارند. پايه‏هاي آجري در قسمت خارجي حرم استوانه و دور گنبد را شکل مي‏دهند و [ صفحه 272] يک شبکه چوبي هم به صورت کلاف‏بندي گنبد را تقويت مي‏کنند، گنبد زيري هم در همين زمان ساخته مي‏شود به دليل اين که تيرک‏هاي گنبد زيرين از نظر بنائي با گنبد بالا قفل بندي شده است در تزيين گنبد هم کتيبه‏هاي بازوبندي گنبد اضافه مي‏شود.