В 1805 г. по проекту архитектора Л. Руска возвели Зубовский корпус с храмом в честь святого мученика Валериана, ставший усыпальницей братьев Зубовых. При этой церкви действовала основанная по завещанию генерала В.А. Зубова и созданная под контролем его братьев богадельня для 30 увечных воинов (Инвалидный дом). В крипте (подземном этаже) этого корпуса была похоронена дочь А.В. Суворова, в замужестве графиня Н.А. Зубова.
В 1834–1857 гг., т. е. почти 24 года, настоятелем пустыни был архимандрит Игнатий (Д.А. Брянчанинов). Император Николай I неоднократно приезжал в Приморскую пустынь, просил благословения на свои начинания у архимандрита Игнатия. Николай I и его современники оценивали святителя Игнатия как наиболее видного духовного авторитета их времени.
Аскет, духовный писатель, богослов Игнатий Брянчанинов (Дмитрий Александрович Брянчанинов, 1807–1867 гг.) происходил из славного дворянского рода, он с детства хотел быть монахом, но по настоянию отца поступил в возрасте 15 лет учиться в военное учебное заведение – Инженерное училище в Петербурге, которое с успехом окончил. Служба его мало интересовала, все свои силы он отдавал литературному творчеству. Из военного училища он был выпущен инженер-прапорщиком, но по болезни вышел в отставку в чине поручика. Он получил от императора Николая I разрешение перейти в духовное звание, прошел послушание в ряде монастырей. В 24 года он принял постриг в Вологде с именем Игнатий. Он был возведен в 27 лет в сан архимандрита и назначен настоятелем Троице-Сергиевой пустыни, в 50 лет стал епископом Ставрополя. В возрасте 54 лет, когда его здоровье резко ухудшилось, он ушел на покой и поселился в Николо-Бабаевском монастыре Костромской епархии, где и умер. Святитель Игнатий Брянчанинов оставил богатое литературно-богословское наследие. И. Брянчанинов был канонизирован, с 1988 г. его святые мощи покоятся в Толгском монастыре в Ярославской области.
В 1857–1897 гг. настоятелем монастыря был архимандрит Игнатий (Иван Васильевич Малышев, 1811–1898), духовный сын Игнатия Брянчанинова, с 1833 г. его келейник, церковный художник и публицист. Он окончил кроме Духовной академии Императорскую академию художеств, написал для церкви Воскресения этой пустыни более 70 икон, при нем в пустыни возвели 50 зданий, жили 46 (1867 г.) – 50 монахов. Отец Игнатий в сотрудничестве с архитектором А.А. Парландом создал Воскресенский собор, или Спас на Крови в Петербурге; архимандрит Игнатий составил программу и эскиз собора.
Преподобный Игнатий Брянчанинов. Икона XX в.
В 1854–1859 гг. по проекту арх. А.М. Горностаева в пустыни построили новый Сергиевский храм, вмещавший 2 тыс. человек. Около алтаря этого сохранившегося храма находится могила А.М. Горностаева. В 1857 г. была построена церковь во имя Святителя Григория Богослова (арх. А.И. Штакеншнейдер); она сохранилась до наших дней, в 1994 г. ее вернули верующим. Были возведены въездные ворота с часовнями и братский корпус с надвратным храмом Св. Саввы Стратилата (заложен в 1859 г. по проекту Горностаева). В 1866 г. старую церковь во имя апостола Иакова перестроили и освятили как храм Воскресения Христова; именно для него Игнатий Малышев написал иконы (этот собор снесли в 1950–1967 гг.). В конце XIX – начале ХХ в. при пустыни действовали церковно-приходская школа для 60 мальчиков, приют для малолетних мальчиков на 15 человек, богадельня для 15–20 престарелых женщин, амбулатория. Кладбище пустыни было одним из привилегированных. Здесь были погребены некоторые члены царского семейства (Петр Георгиевич Ольденбургский и члены его семьи, Дарья Константиновна Богарне-Опочинина и др.). Здесь был похоронен выдающийся дипломат, управляющий Министерством иностранных дел, вице-канцлер светлейший князь А.М. Горчаков (1798–1883 гг., недавно восстановлено надгробие). В 1917 г. в обители жили почти 100 монахов (из которых выбирали судовых священников для русского военного флота) и до 70 вольнонаемных служащих. В монастыре было 7 храмов и 4 часовни.