В 1785 году газета «Санкт-Петербургские ведомости» сообщила, что Конюшенное ведомство вызвало желающих принять участие в торгах на поставку «к начатому каменному строению конюшен 112 колонн с базами и капителями из путиловской плиты». Однако в 1787 году стройку приостановили и вернулись к ней лишь в начале 1800-х годов. На этот раз разработку проекта поручили архитектору Луиджи Руска, который завершил работу над ним в 1804 году, но из-за отсутствия денежных средств строительные работы так и не начались. Л.Б. Александрова, исследовавшая творчество этого зодчего, утверждает, что по проекту Л. Руска была выполнена реконструкция участка между Большой и Малой Конюшенными улицами, Шведским переулком и набережной Екатерининского канала. Автор монографии пишет: «Эти постройки сохранили в основных чертах свои планы и объемы, главный же конюшенный корпус в то время так и не был перестроен, но идея Руска о расположении церкви на его оси впоследствии была реализована В.П. Стасовым».
Согласившись с просьбой руководства Шталмейстерской конторы выполнить проект комплексной реконструкции обширного участка Конюшенного ведомства, зодчий не преминул уведомить 20 июня 1816 года шталмейстера двора С.И. Муханова о том, что все сооружения Главных конюшен к 1816 году пришли в катастрофическое состояние и требуются срочные меры к их спасению.
Комитет строений и гидравлических работ в составе архитекторов К. Росси, А. Модюи, А. Михайлова и В. Стасова, досконально обследовав строения, решил поручить изготовление рабочих чертежей и сметы на исправление зданий – зодчему А. Модюи, но тот отказался от этого сложнейшего государственного заказа. Поэтому Комитету пришлось поручить исполнение работ В.П. Стасову, который начал их выполнение с тщательного осмотра здания конюшен. В своей докладной записке зодчий отмечал, что «кирпич обопрел до нарочитой глубины по толстоте стен и крошится изнутри от мокроты лошадиной, а снаружи от таяния снега, а более от морозов, особенно тех, кои случаются после дождей, ибо в предосторожность сих едких причин каменного цоколя не было, ни даже труб для стоку мокроты от лошадей». И в заключение: «…стены совсем ветхи и угрожают падением», отчего и необходимо «перестроить совсем вновь все стены».
В 1817–1823 годах В.П. Стасов капитально перестроил здание, использовав старые фундаменты и не разрушая его некоторых стен. Сохранив первоначальную планировочную композицию, зодчий талантливо увязал строения с местностью. Здесь Мойка делает плавную излучину и довольно значительно удаляется от набережной Невы. Поэтому формы корпусов Конюшенного ведомства вынужденно следовали естественному изгибу водоема. Затем они продолжаются вдоль Екатерининского канала, обрамляют площадь и, красиво скругляя здания по короткому Конюшенному переулку с помощью эффектной дорической колоннады, замыкают огромное пространство с двумя внутренними павильонами, предназначенными для хозяйственных целей.
Сами конюшни занимали корпуса на набережной Мойки. В них зодчий применил ряд технических новшеств: чугунные колонны, перекрытия и водоводы, изготовленные на казенных чугунолитейных заводах. Подачу воды механизировали. Ее стала подавать в помещения паровая машина. В водопойных залах оборудовали специальные гранитные чаши.
Вдоль Екатерининского канала заново соорудили манеж на месте снесенного жилого корпуса. В конюшнях Императорской шталмейстерской конторы располагалось более 500 отборных лошадей, коней лучших кровей и пород в возрасте не более четырех лет, коих присылали сюда с лучших конных заводов Российской империи. Старые лошади периодически отбраковывались и продавались на торгах.
Небезынтересно узнать, что именно из этих царских конюшен взяли в качестве «натурщика» одного из лучших императорских жеребцов для прообраза коня Петра Великого в композиции Э.Ф. Фальконе «Медный всадник», а также и скульптор П.К. Клодт увековечил двух коней (Серко и Амалтбека) в скульптурных группах на Аничковом мосту.
Благодаря огромной протяженности главного фасада перестроенных Стасовым конюшен на Мойке они стали играть ведущую формирующую роль в нынешнем ансамбле Конюшенной площади. К центральному доминирующему на ней зданию Конюшенной церкви примыкают симметричные двухэтажные крылья. Их четкий и официально строгий ритм прерывается находящимися по углам зданиями кубической формы с лоджиями. Гладкие стены павильонов зодчий прорезал глубокими полукруглыми нишами с несущими дорическими колоннами. Фасад корпуса, возведенного по Конюшенному переулку, Стасов украсил красивой колоннадой из 22 дорических колонн.