XVIe - XVIIIe siècles
Entre le XVIe et le XVIIIe siècle la cathédrale connaît de nombreuses modifications, tant à l'intérieur qu'à l'extérieur de sa structure.
Le 26 juillet 1506 le clocher nord, alors toujours constitué d'une base en pierre simplement surmontée d'un clocher en bois recouvert de plomb, est détruit par la foudre.
Par décision des chanoines il est reconstruit entièrement en pierre, et la réalisation en est confiée au maître maçon Jehan de Beauce, qui achèvera les travaux à la fin de l'année 1513.
Contrat avec l'architecte Jehan de Beauce pour la reconstruction du clocher nord
Dès 1514 débute un autre chantier, celui de la construction de la clôture du chœur. Sa conception et la direction des travaux sont à nouveau confiées à Jehan de Beauce, qui se voit également accorder en 1520 l'érection du pavillon de l'Horloge situé au pied du clocher nord.
Pour son ornementation, le chapitre de la cathédrale fait appel en revanche au "maître imagier" Jehan Soulas qui, à partir de 1519, réalise les premiers panneaux devant servir à orner la clôture.
Contrat avec le sculpteur Jehan Soulas pour l'ornementation du chœur
Interrompus entre 1535 et 1542 par la peste et la guerre, ces travaux de décoration ne reprendront vraiment qu'à partir de 1610, pour être enfin terminés en 1727.
Entre temps la cathédrale a connu d'autres aménagements, provisoires pour certains, comme la construction par des artisans chartrains d'une tribune en bois devant servir pour le sacre d'Henri IV qui a lieu à Chartres le 27 février 1594.
Contrat d'aménagement du chœur pour le sacre d'Henri IV
Par la suite, en septembre 1723, cinq nouvelles cloches sont mises en place dans la cathédrale, après avoir été bénies solennellement par l'Évêque de Chartres, Monseigneur de Mérinville.
Mise en place des cinq cloches de Notre-Dame de Chartres
Les années suivantes voient le développement d'une volonté de renouveler le décor de la cathédrale, dans laquelle s'insère le projet de retable sculpté entre 1767 et 1773 par Charles-Antoine Bridan et représentant l'Assomption de la Vierge.
De plus, l'ancien jubé ayant été jugé en trop mauvais état pour être rénové sans dépenses excessives, les chanoines décident de sa destruction en 1763.
Il sera finalement remplacé en 1767 par une grille conçue par l'architecte Victor Louis, déposée à son tour en 1866, et les bas-reliefs qui le composaient serviront aux réparations du dallage.
Projet pour la transformation du chœur de la cathédrale
Transformations apportées au chœur de la cathédrale de Chartres
Vue du nouveau jubé de la cathédrale
Laissé inachevé en 1776, ce décor sera finalement repris et terminé (notamment par l'ajout de bas-reliefs) entre 1786 et 1789.
La Révolution va durement marquer la cathédrale en supprimant tout d'abord le chapitre en octobre 1790 puis, par le décret du 2 novembre suivant, en la privant de ses biens et revenus.
Lieu de pèlerinage et église servant aux chanoines et à l'Évêque, la cathédrale n'était pas, avant la Révolution, une véritable paroisse.
En 1791, devenue l'unique paroisse de Chartres, elle va connaître un certain nombre d'aménagements et de travaux effectués par l'architecte Laurent Morin (ornementation des chapelles absidiales, établissement de deux nouvelles chapelles le long du mur oriental des bras du transept), pour permettre d'accueillir les fidèles.
Aménagements faits à l'intérieur de la cathédrale
Cependant, le 9 frimaire an II (29 novembre 1793), la cathédrale est fermée et convertie en temple de la Raison (le groupe de l'Assomption étant transformé en figure patriotique) puis, l'année suivante, en temple de l'Être suprême. Le culte catholique ne fut rétabli qu'en 1795.
De plus, durant toute cette période la cathédrale connaît de nombreuses déprédations, allant jusqu'à l'enlèvement du plomb de la couverture (qui ne sera restaurée qu'en 1797) pour fabriquer des balles…