Qui dunque i Padri Predicatori si sistemarono ma, approfittando della sopraggiunta scomparsa di Onorio IV, stabilirono di porre mano ai lavori per edificare una chiesa più grande, corrispondente ai loro bisogni, con annesso Convento. L'edificio sacro fu dedicato a "S.Maria de Gloria" (come tutte le chiese domenicane) ma la popolazione tiburtina fin dall'inizio preferì chiamarlo "S.Biagio", vescovo e martire, e per sottolineare la benevolenza con cui la presenza dei Domenicani era seguita dalla città, ben presto i tiburtini fecero a gara per lasciare in eredità i loro patrimoni al Convento che in questo modo potè essere in grado di gestirsi e di operare per il bene della comunità locale.
L'orientamento della chiesa mutò durante l'episcopato del cardinale Filippo Gezza De Rufinis (1356-1380) il quale fece ampliare il convento e soprattutto ordinò il rifacimento radicale della chiesa volgendo la facciata sull'attuale Piazza Plebiscito su un livello più alto rispetto all'antico. I lavori, a buon punto sotto il pontificato di Bonifacio IX (1389-1404), furono però terminati solo nel Cinquecento grazie alla generosità di Vincenzo Leonini, fratello del vescovo di Tivoli, Angelo, entrambi tiburtini.
Il benefattore, tra l'altro sposo di Bartolomea de' Medici
(nipote del pontefice Leone X) e comandante della guardia
papale, grazie al suo aiuto permise che fosse terminato il
bel portale che adorna l'ingresso dell'attuale chiesa situato
ora sulla piazza del Plebiscito. Gli stemmi familiari dei
due Leonini a ricordo perenne del loro gesto furono scolpiti
sulle basi degli stipiti del portale. Il nome di Vincenzo
Leonini è presente anche sull'architrave del timpano,
che custodisce collocato in posizione centrale un altorilievo
della Madonna a mezzo busto con in braccio il Bambino. L'iscrizione
è la seguente:
VINCEN. LEONINUS LEONIS PP. X CUSTODIE CAPITANE. F.F. MDXVI
(Vincenzo Leonini capitano della guardia di papa Leone X fece
fare nel 1516).