Le 8 mai 1429, Jeanne d'Arc, y vint prier. Cet évènement est certainement à l'origine des processions annuelles du 8 mai à Orléans.

Un siècle plus tard, les protestants brûlèrent Saint-Paul qui sera restaurée à partir de 1574 et la nouvelle tour carrée est achevée en 1627. 

En 1666 l'église est relevée avec un nouveau porche, 22 chapelles à l'intérieur et 22 autres à l'extérieur et qui ornaient les arcades du cimetière encore existant. Le cimetière à galerie occupait l'espace actuel du cloître depuis le 15ème siècle et fut complété au cours de la première moitié du 16e siècle. Il disparut en 1709. 

Fermée en 1794, après la Révolution, l'église sera rendue au culte en 1795.

Au 19ème siècle, la nef fut allongée et une nouvelle façade néo-Renaissance fut édifiée (1855). La chapelle du Saint-Nom de Jésus devint en 1893 la chapelle Notre-Dame des Miracles et sa décoration fut plusieurs fois renouvelée. 

L'église a été incendiée en 1940 et en partie reconstruite après 1960 en intégrant la chapelle restée debout. Elle sera inaugurée en 1966 par Mgr Riobé, évêque d’Orléans.