توسعه مسجد در عهد وليد بن عبد الملك
در زمان خلافت وليد و آنگاه كه عمر بن عبد العزيز از طرف وى حكومت مدينه را داشت، توسعه زيادى در مساحت مسجد داده شد.اين توسعه به دستور وليد شامل شرق مسجد نيز شد كه حجرههاى پيامبر در آنجا قرار داشت.مردم مدينه كه از اين حجرهها خاطره پيامبر و زندگى ساده آن حضرت را مىديدند،از شنيدن خبر تخريب شروع به شيون و زارى كردند. يكى از اين خانهها در اختيار فاطمه صغرى،دختر امام حسين-ع-بود.وى با تصرف خانهاش سخت مخالفت كرد،اما عاقبت به زور از او گرفته شد.
توسعه جديد در قسمتهاى شرق،غرب و شمال صورت گرفت.در ديواره جنوب به شمال 100 متر،در قسمتشمال غرب به سمتشرق 5/67 متر و در ناحيه جنوب غرب به شرق 75/83 متر افزوده شد و بدين ترتيب،مساحت مسجد به بيش از 6400 متر مربع بالغ گرديد.
مسجد داراى يك صحن ميانى در وسط و رواقهايى در اطراف آن بود كه با ستونهاى زيادى سرپا نگاه داشته شده بود.
از آنجا كه وليد علاقه زيادى به ساختمانهاى زيبا داشت،دستور داد كه علاوه بر بناى مستحكم مسجد،تزيينات فراوانى بر روى آن صورت گيرد.او چندين معمار،بنا و حتى كارگر از سرزمين روم به مدينه آورد و با هزينهاى سنگين مسجد را به شكل زيبايى ساخت.در اين زمان،تزيين مسجد به اين صورت انجام گرفت:ستونهاى سنگى تراش خورده با روكشهاى فلزى،ديوارهاى بلند و مزين به نقوش گچ كارى،كاشى كارى ديوارها،برپايى مقصورهها،نقاشى سقف و تزيين آن با چوب ساج،جايگزينى بنايى مستحكم و سنگى به جاى خانههاى گلى رسول خدا-ص-و...خلاصه اين كه اين مسجد تبديل به ساختمانى شد كه تا آن زمان در جزيرة العرب نظير نداشت.از جمله تزييناتى كه براى نخستين بار صورت مىگرفت،نقش آيات قرآنى بود كه بر روى كاشيها و ديوار مسجد نوشته شده و آيات سوره و الشمس انتخاب شده بود.
طرح تازهاى كه در بناى جديد به كار رفت،يكى ساختن محراب در محلى بود كه رسول خدا-ص-در آنجا به نماز مىايستاد و ديگرى منارهاى بود كه بر چهار زاويه مسجد ساخته شد.