Jednym z najważniejszych zadań podczas remontu świątyni po pożarze 1734 roku było ozdobienie jej nowymi malowidłami ściennymi. W tym celu ojcowie jezuici zaprosili z miasta Brno w Morawach utalentowanego artystę – malarza, absolwenta rzymskiej akademii św. Łukasza, Franciszka Ecksteina, który w 1739 r. rozpoczął prace w nawie głównej. Pomagał mu syn Sebastian Jan. Na sklepieniu prezbiterium artyści wykonali kompozycję freskową równie kolosalnych rozmiarów jak śmiałej kompozycji i wybornego wykonania», na której przedstawiono cztery strony świata w postaci kilkudziesięciu dużych figur zgrupowanych dookoła kuli ziemskiej. Ta alegoryczna ilustracja nawiązywała do tematu „św. Paweł – apostoł narodów”, o czym świadczy napis w języku łacińskim: „Aby niósł imię moje przed narody i królmi”. Następne cztery kompozycje przedstawiają sceny: „Kazanie św. Piotra”, „Pan Jezus przekazuje klucze św. Piotrowi” jako symbol najwyższej władzy kościelnej z napisem „Tobie dam klucze Królestwa Niebieskiego”. Dalej scena „Św. Piotr wśród kalek”, w której apostoł został przedstawiony u bramy jerozolimskiej, a obok niego – uzdrowiony kaleka, który od urodzenia był kulawy. W części środkowej nawy namalowano również herby fundatorów kościoła, nad chórem muzycznym fresk „Apoteoza św. Ignacego Loyoli” inna nazwa „Święci zakonu jezuitów”. Lwowski cech malarzy spotkał przybyłych do Lwowa Ecksteinów wrogo, złożył pozew sądowy przeciw nim, domagając się by im zabroniono wykonanie zamówienia. Wniesiono apelację do samego króla Stanisława Augusta. Eckstein proces przegrał i był zmuszony wraz z synem wstąpić do lwowskiego cechu, a w 1741 r. zmarł. Freski w nawach bocznych i zakrystii wykonał już Eckstein, junior. Znawca sztuki F. Łobieski uważa, że jego dzieła «nie mogą iść z tamtymi pracami (pracami ojca) w żadne porównanie. Natrafia się jednak i między nimi nie na jeden śmielszy rys i pomysł ukazujący jeżeli nie zupełne udoskonalenie, to przynajmniej wyższe usposobienie malarza». Na freskach w nawach bocznych przedstawiono fragmenty z historii zakonu jezuitów. Na jednej z nich wśród chmur zjawia się postać św. Stanisława Kostki, św. Ignacego Loyoli i aniołów. Na dole, pod nimi namalowano panoramę Lwowa i wojowniczego Turka z jataganem i pochodnią. Owy fresk symbolizuje obronę przez opiekunów niebieskich mieszczan lwowskich podczas licznych napadów tatarskich i tureckich. Współczesna badaczka D. Fesenko nawet potrafiła odnaleźć na tym fresku i opisać konkretne budowle lwowskie tego okresu, jak to: wieża Korniakta, katedra łacińska, dzwonnica kościoła Jezuitów. Inne freski są bardziej alegoryczne. Na jednym z nich przedstawiono patriarchów Starego Testamentu, wśród nich – Noe, dźwigającego olbrzymi okręt, czyli arkę Noego. W tradycyjnej formie przedstawiono wniebowstąpienie św. Stanisława Kostki. Są też bardzo realistyczne wizerunki. Pod chórem namalowano postać człowieka w zwykłym ubraniu ludowym z brodą, który odmawia różaniec. F. Łobieski uważa, że przedstawiono całkiem realnego człowieka, „dziada, który przez jałmużnę przyszedł do pewnej sumy złota i starannie ją przechowywał na starość, której atoli nigdy nie użył. Złość i gorycz po stracie… są żywo w tej twarzy oddane”.

Eckstein również ozdobił freskami pomieszczenia galerii (empor), zakrystii i jedną z sal kolegium jezuitów (dawną kaplicę klasztorną).

W nawach bocznych znajdowało się osiem ołtarzy. W zakończeniu naw, po prawej i lewej stronie ołtarza głównego, zbudowano ołtarzy z obrazami Matki Boskiej Pocieszenia i św. Stanisława Kostki. W kaplicach przy monumentalnych filarach ołtarze boczne poświęcono św. Ignacemu Loyoli, św. Franciszkowi Ksaweremu, św. Rozalii, św. Alojzemu Gonzagowi, św. Apostołom Piotrowi i Pawłowi. W kaplicy od strony północnej przy wejściu do kościoła znajdował się starożytny ołtarz – tryptyk szafowy, w centralnym polu którego umieszczono płaskorzeźbiony obraz Matki Boskiej, a na ruchomych skrzydłach – obrazy Ewangelistów.

W 1773 r. świątynię po raz kolejny wyremontowano, ale bez gruntownych zmian w jej ozdobieniu. Od czasu budowy świątyni i aż do 1786 r. w podziemiach chowano ojców jezuitów i najbardziej zasłużonych fundatorów. Do dnia dzisiejszego zachował się sarkofag alabastrowy arcybiskupa lwowskiego Mikołaja Gerarda Wyżyckiego, który zmarł w 1757 r. i został w nim pochowany.

W 1773 r. papież Klemens XIV skasował zakon jezuitów i w 1774 r. ojcowie jezuici ostatecznie opuścili Lwów. Rząd austriacki cześć ich majątku przekazał Galicyjskiemu Funduszowi Religijnemu, a część – różnym organizacjom gubernialnym. Np. budynek kolegium – trybunałowi cywilnemu (Krajowy sąd). Kościół przekazano pod opiekę księży – profesorów wydziału teologicznego Uniwersytetu Lwowskiego, a później od roku 1782 - kanonikom kapituły lwowskiej. Od tego roku kościół jezuitów został świątynią filialną parafii katedralnej i był przeznaczony przede wszystkim do odprawiania nabożeństw dla młodzieży szkolnej i uniwersyteckiej.

Władze austriackie konfiskowały w kościele prawie wszystkie kosztowności, srebrne i złote rzeczy kościelne, wota i nawet srebrną szatę cudownego obrazu Matki Boskiej Pocieszenia. Powołana przez gubernatora komisja ustaliła, że na przeciągu niecałych 200 lat pobytu we Lwowie, jezuici dorobili się do majątku w wysokości 3. 473. 243 zł reńskich. Kapitałów ruchomych znalazło się 363. 095 zł reńskich. Naczynia i aparaty oszacowano na sumę 846. 884 zł reńskich. Oprócz tego «jezuici posiadali drukarnię, aptekę, 11 folwarków, pięć jurydyk na obszarze Lwowa, a również budynek kolegium, grunta z kamienicami, ogród za miastem, bursę muzyków, gmach szkolny, obserwatorium astronomiczne, a nawet dwór zajezdny».

W 1831 r. w archiwach kapituły, po raz pierwszy spotykana jest informacja, że wojskowi również wykorzystywali kościół dla sprawowania Nabożeństw dla żołnierzy garnizonu austriackiego. W tymże roku kościelny donosił arcybiskupowi, że „wojskowość przez wprowadzenie dział do kościoła dla przyozdobienia katafalku do nabożeństwa żałobnego za zmarłego generała Freuela znaczne wyrządziła szkody w podłodze kościelnej i na schodach do kościoła wiodących”. W latach 1832 – 1836 Msze święte dla wojskowych garnizonu lwowskiego odprawiano regularnie, ale świątynia znajdowała się pod zarządem kapituły. W dniu 17. 08. 1836 r. gubernator arcyksiążę Ferdynand d Este dał zgodę na wznowienie działalności jezuitów na ziemiach Galicji, a arcybiskup lwowski Franciszek Pisztek w dniu 23. 08. 1836 r. przekazał kościół i parafię pod ich zarząd. Na znak wdzięczności za to, jak pisze M. Orłowicz „jezuici nawet kazania na początku głosili w języku niemieckim, w uznaniu tej działalności oddano im w 1837 r. zarząd parafią św. Mikołaja i sąsiedniego konwiktu szlacheckiego”. Ale podczas rewolucji 1848r. rząd znowu zabronił działalność zakonu w Austrii i kościół do roku 1853 znajdował się pod opieką kapituły. W dniu 15. 06. 1853 r. kluczy od kościoła ponownie przekazano jezuitom, zaś nadal w niedzielę i podczas świąt kapelani wojskowi odprawiali w kościele Mszę świętą dla żołnierzy. Tak było za czasów Austro-Wegier i niepodległej Polski, kiedy to w 1936 r. rada miejska przekazała jezuitom były kościół klarysek, który otrzymał status garnizonowego.

W XIX w. kościół jezuitów potrzebował remontu, wnętrza – renowacji. Jeszcze na początku XIX w. władze miejskie wydały rozporządzenie o rozbiórce najwyższej kondygnacji wieży, a w 1830 r., kiedy zauważono pęknięcia – kolejnych dwu kondygnacji. W wyniku tego po najwyższej we Lwowie wieży została tylko dolna kondygnacja, która sięgała wysokości dachu kościoła. Wtedy też z inicjatywy gubernatora Ferdynanda d Este na szczycie dachu nad ołtarzem zbudowano metalową sygnaturkę, zakończoną wiatrowskazem z figurą anioła i krzyżem. W 1842 r. jezuici rozpoczęli renowację świątyni, w całości wyremontowali ją na zewnątrz, wzmocnili fundamenty, zamienili dachówkę. W 1837 r. malarz – jezuita Fryderyk Rinn namalował obraz św. Filomeny – męczennicy, który później przeniesiono do ołtarza św. Rozalii w miejsce starego obrazu ołtarzowego. W 1838 r. kanclerz kurii metropolitalnej prałat Gałdecki przywiózł z Mugnano niedaleko Neapolu relikwie tej świętej. W 1843 r. malarz Alojzy Rejchan namalował dwa nowe obrazy św. Ignacego Loyoli i św. Franciszka Ksawerego, które umieszczono w odpowiednich ołtarzach. W 1844 r. przy pierwszym filarze po lewej stronie nawy głównej umieszczono nową ambonę, zamówioną w m. Blanśk na Morawach, dar hrabiny Honoraty Borzęckiej, znanej mecenaski i filantropki lwowskiej. W 1845 r. gruntownie odnowiono ołtarze św. Alojzego Gonzagi i św. Filomeny. Jeszcze w 1836 r. brat T. I. Maciałka odnowił i powtórnie pozłocił ołtarz św. Krzyża, a siostry Ożarowskie w 1844 r. sprawiły własnym kosztem srebrną koronę cierniową. W pierwszym ołtarzu bocznym w lewej nawie umieszczono obraz Najświętszego Serca Pana Jezusa. Tylko kaplica św. Benedykta nie została zwrócona jezuitom. Wejście do niej od kościoła zamurowano, a w dawnej kaplicy rozmieszczono pomieszczenie służbowe Sądu Krajowego. Jezuici również zamówili portrety Ferdynanda d Este, arcybiskupa F, Pisztka, arcybiskupa D. Solikowskiego, Elżbiety z Gostomskich Sieniawskiej i męczennika jezuity Marcina Laterny. F. Łobieski pisze, że wszystkie one znajdowały się w zakrystii, a namalował je malarz lwowski Marcin Jabłoński. Inni autorzy twierdzą, że autorem obrazów F. d Este i arcybiskupa F. Pisztka był malarz – jezuita F. Rinn. Na pamiątkę przeprowadzenia renowacji świątyni na zewnątrz przy murze południowym umieszczono tablicę pamiątkową z piaskowca, którą M. Orłowicz nazywa kapliczką, z napisem w języku łacińskim: „D. O. M. HAEC. AEDES. SACRA INCHOATA 1610. DEDICATA 1630. RESTAURATA 1842”.

Podczas obstrzałów Lwowa przez artylerię austriacką w dniu 02. 11. 1848 kilka pocisków trafiło w kościół. Została zniszczona część przedsionka, a dach przebito w wielu miejscach, z tego, więc powodu powstało zagrożenie jego zawalenia się. Natychmiast przeprowadzono remont, ale nowa fachowa renowacja rozpoczęła się dopiero w 1879 r., gdy jezuici zebrali odpowiednie koszty. Pracami restauracyjnymi kierowali znani fachowcy architekt Julian Zachariewicz i malarz Henryk Rodakowski. W 1882 r. organmistrz Ignacy Żebrowski odremontował organy, a w 1887 r. na zamówienie jezuitów przebudował ich, dostosowawszy ich brzmienie dla wykonania melodii wojskowych.

W 1892 r. jezuitom po długich pertraktacjach z Namiestnictwem, zwrócono kaplicę św. Benedykta, która wymagała gruntownej przebudowy i urządzenia nowego ozdobienia. Zbudowano nowy ołtarz, w którym umieszczono obraz Matki Boskiej Bolesnej i relikwie św. Benedykta. W dwóch oknach wstawiono witraże, zamówione w fabryce „Tiroler glasmalerei und Mosaik – Ansalt” w Innsbrucku. Były to wizerunki „Najświętszego Serca Pana Jezusa” i „Najświętszego Serca NMP” autorstwa F. Pernlochnera. Witraże wstawiono również w trzech oknach nad ołtarzem głównym.

W 1894 r. podczas odnowienia fasady kościoła w niszach dolnej kondygnacji ustawiono cztery posągi świętych jezuitów, a mianowicie św. Ignacego Loyoli, św. Franciszka Ksawerego, św. Stanisława Kostki i błogosławionego Andrzeja Boboli. Posągi z piaskowca wykonał rzeźbiarz Feliks Pawliński we lwowskiej firmie kamieniarskiej „Leopold Schimser”.

Kościół jezuitów był popularny wśród lwowian. Lubił tu przychodzić pomodlić się malarz Artur Grottger. Inni wierni ofiarowali liczne dary. Kanonik, święty Zygmunt Gorazdowski zamówił w 1891 r. malarzowi Julianowi Makarewiczowi obraz św. Józefa, który umieszczono w kaplicy św. Alojzego Gonzagi. W 1902 r. M. Minasewicz ofiarował do tego obrazu złotą aureolę nad głowami dzieciątka Jezus i św. Józefa i srebrną kutą lilię. W 1904 r. w ołtarzu św. Filomeny umieszczono mały obraz św. Zyty, pędzla malarki Kraskowskiej z Krakowa.

W 1905 r. abp. Józef Bilczewski zwrócił się do Watykanu z propozycją ukoronowania złotymi koronami papieskimi cudowny obraz Matki Boskiej Pocieszenia. W dniu 12 lutego 1905 r. Papież Pius X wydał odpowiedni dekretem a w dniu 28 maja 1905 r. abp. J. Bilczewski dokonał akt uroczystej koronacji w obecności więcej niż 10 tys. wiernych. Z okazji koronacji zabytkowy obraz odrestaurowano. Po usunięciu przemalowań z XVIII w. okazało się ,że drewniana podstawa obrazu była miedziana i wyłożona malachitem. Odnowiono również ołtarz i kaplicę, w której znajdował się święty obraz. Projekt rekonstrukcji opracowała Politechnika Lwowska, a pracami kierował rzeźbiarz Antoni Popiel. Posadzkę kaplicy wyłożono nowymi marmurowymi płytami w dwóch kolorach. Cennym dziełem sztuki było nowe antepedium dłuta rzeźbiarza Piotra Wójtowicza. Mistrz w płaskorzeźbie przedstawił moment, kiedy to w 1656 r. legat papieski Pietro Vidoni w obecności króla Jana Kazimierza i na jego wyraźną prośbę podczas Mszy świętej przed tym obrazem w kościele jezuitów po raz pierwszy wprowadził do litanii loretańskiej słowa „Matko Boska, Królowo Korony Polskiej, módl się za nami!”.

W 1906 r. Ministerstwo Wyznań Religijnych i Oświaty przyznało 15. 000 koron na remont posadzki kościelnej. Komisja uznała, że 400 m2 starych płyt marmurowych znajduje się w dobrym stanie, a 200 m2 posadzki pokrytej płytami z piaskowca, głównie w nawach bocznych, ma być wymieniona. Nowe płyty marmurowe w dwóch kolorach przywieziono z Węgier.

W 1909 r. przeprowadzono renowację kaplicy św. Benedykta – męczennika. Kierował nią prof. D. Kryczkowski, a wykonanie powierzono architektowi A. Teodorowiczowi. Lwowscy konserwatorzy zgodzili się z propozycją usunięcia bezstylowych malowideł ściennych z drugiej połowy XIX w. autorstwa Heimrotha i również na przeniesienie ołtarza do ściany wschodniej kaplicy. Przeniesiono również jedno z epitafiów Dzieduszyckich z kościoła do kaplicy i zamówiono w okna nowe witraże.

W 1912 r. obchodzono 300 – letnią rocznicę śmierci jednego z najbardziej znanych kaznodziei z historii jezuitów w Polsce – księdza Piotra Skargi. W tym roku na filarze przy wejściu do kaplicy św. Krzyża po prawej stronie nawy głównej została umieszczona tablica pamiątkowa.

Podczas I wojny światowej kościół nie został uszkodzony, ale w czasie walk polsko – ukraińskich o Lwów w listopadzie 1918 r. w okna i dach trafiły kuli, a jeden granat, który, na szczęście, nie wybuchł, wybił kilka szyb i witraży w absydzie, uszkodził sklepienie i dach kościoła. Najbardziej uszkodzony został fresk środkowy „Św. Piotr wśród kalek” nawy głównej

W latach 20 – 30 XX w. jezuici przeprowadzili tylko remonty potoczne.

W 1944 r. podczas bombardowania Lwowa jedna mała bomba trafiła w dach kościoła nad częścią ołtarzową i przebiła sklepienie. Uszkodzony został fresk „Kazanie św. Piotra”. Jezuici załatali dziurę, ale gruntownego remontu nie przeprowadzono do dnia dzisiejszego. W dniu 4 czerwca 1946 r. jezuici wyjechali ze Lwowa do Polski. Ze sobą zabrali niektóre naczynia i paramenta, zabytkowe rzeczy i dwa najbardziej cenne obrazy Matki Boskiej Pocieszenia i św. Stanisława Kostki. Obraz Matki Boskiej Pocieszenia początkowo przewieziono do kolegium jezuitów w Krakowie, a w 1974 r. do wrocławskiego kościoła pw. św. Klemensa Dworzaka i Najświętszego Serca Pana Jezusa. Dnia 26 października 1977 r. arcybiskup Henryk Gulbinowicz, metropolita wrocławski, dokonał uroczystej intronizacji wizerunku w odnowionym dolnym kościele poświęconym Matce Bożej Pocieszenia.

W 1946 r. kościół jezuitów przekazano na potrzeby Lwowskiej Biblioteki Naukowej im. W. Stefanyka i wykorzystywano jako magazyn książkowy. W nawach i emporach zbudowano stelaże, na których umieszczono książki. W 1992 r. przeprowadzono remont fasad zewnętrznych i dachu kościoła, zainstalowano nowe rynny. Podczas prac, odnaleziono monstrancję, zamurowaną w ścianie zachodniej kościoła. Prawdopodobnie znajdowała się ona w tym miejscu jeszcze z czasów budowy świątyni lub wojen i oblężeń Lwowa w XVII w. i chroniła kościół i miasto przed wrogiem.

W latach 90 uporządkowano i wyremontowano część podziemi pod budynkiem kościoła i ulokowano w nich pomieszczenia wystawkowe i galerie. Odnowiono również grobowiec alabastrowy abp. M. Wyżyckiego.

Od roku 2005 prowadzone są aktywne dyskusje dotyczące przekazania kościoła dla potrzeb wierzących np. ojcom bazylianom lub pod wojskową świątynię garnizonową. Kościół w stanie dzisiejszym wymaga gruntownego remontu, zwłaszcza we wnętrzach, które znajdują się w stanie zaniedbania. Renowacji wymagają zabytkowe freski.