Năm 1904, một trận bão dữ dội nhất xưa nay ở Huế, đã gây cho chùa
nhiều thiệt hại nặng nề, trong đó có đình Hương Nguyên bị sụp đổ. Ba năm
sau (1907), chùa được trùng tu.
Năm 1920, vua Khải Định lại cho dựng bia đá gần tháp Phước Duyên
để khắc một bài thơ ngự chế ca ngợi cảnh chùa.
Cuối cùng, chùa Thiên Mụ được tu sửa lớn một lần nữa vào cuối năm
1957. Trong đợt này, phần lớn các bộ phận được thay thế bằng bê-tông giả
gỗ.
Xưa nay, bất cứ ai đến viếng cảnh chùa cũng đều thừa nhận rằng
người chọn vị trí làm chùa là một Phật tử có trình độ thẩm mỹ rất cao. Kiến
trúc ngôi chùa được lồng vào trong một ngoại cảnh thiên nhiên nên thơ tĩnh
mịch. Nó thích hợp với Phật tính ở chỗ vừa cách biệt với những sinh hoạt
tục lụy của thế nhân, nhưng lại vừa gần gũi đối với những con Phật mộ đạo
ở chốn thị thành cách đó chưa đầy 4km.
Ngọn đồi đột khởi giữa quãng đất bằng, được nâng lên thêm bởi ngọn
tháp Phước Duyên uy nghi cao cả. Dòng sông Hương thanh khiết uốn khúc
trước chùa như để rửa sạch bụi đời cho tâm hồn và thể xác những người
hướng đến và tìm về đạo pháp.
Toàn bộ các công trình kiến trúc của chùa đều nằm trên một ngọn đồi
có bề mặt hình chữ nhật (280m x 100m) chạy theo hướng Bắc Nam. Chùa
lại được bao bọc bởi khuôn tường thành xây bằng đá mang hình dạng một
con rùa thò đầu xuống bến để uốn nước sông Hương.
Vào thời cực thịnh của chùa, mật độ kiến trúc nơi đây thật dày đặc, vì
có đến mấy chục công trình. Ngay từ bấy giờ, các nhà quy hoạch đã chia
khuôn viên chùa ra làm hai khu vực, cách biệt nhau bởi cửa tam quan: khu
vực ở trước có mặt bằng như các đầu rùa là nơi xây dựng những công trình
kiến trúc mang tính kỷ niệm, như bia đá, chuông đồng... và khu vực ở sau,
thân rùa, dành để xây cất điện thờ Phật và các nhà tăng, nơi các nhà sư ăn ở
để tu hành, tụng niệm.
Dưới thời chúa Nguyễn Phúc Chu (1715), mật độ kiến trúc ở phần sau
dày hơn ở phần trước, nhưng từ thời vua Thiệu Trị (1846) và nhất là thời
