В XII в. были сооружены нартекс, придел Пресвятой Богородицы и, как полагают исследователи, придел Христодула с его гробницей в аркосолии (по другим сведениям, он был создан сразу после перенесения 21 октября 1094 г. мощей святого с острова Эвбея; А. Орландос, напротив, считал его пристройкой XV–XVI вв.), перестроена трапезная, получившая своды. Высказывались мнения о принадлежности всех этих построек одному более искусному архитектору на том основании, что в них использованы однотипные арки, а своды поддерживаются с помощью столпов или колонн, приставленных к стенам. Нартекс храма перекрыт полуцилиндрическим сводом. Придел Христодула – бесстолпное купольное помещение. Центральное пространство придела Пресвятой Богородицы перекрыто крестовым сводом, западная и восточная части – полуцилиндрическими сводами; южная и северная стены оформлены высокой аркой, опирающейся на небольшие пристенные колонны. Вход, сделанный в северной стене этого придела со стороны второго двора, украшен крыльцом с колоннами. Экзонартекс представляет собой открытый портик с аркадами. Такой тип экзонартекса появился в XII в. (Капникарея, Дафни, Осиос Мелетиос). Точное время его сооружения исследователям неизвестно. А. Орландос датирует его XIX в., С. Пападопулос – XVII в. Однако экзонартекс изображён на иконе Христодула, держащего в руке модель кафоликона монастыря Иоанна Богослова (1610–1629 гг., ныне в монастыре Живоносного Источника в Хоре, в парекклисионе апостола Иоанна Богослова). На основании этого изображения, а также по аналогии с лёгким изломом арок экзонартекса в приделе Пресвятой Богородицы и в трапезной и из-за отсутствия в экзонартексе средневизантийских сполий Бурас отнёс его возведение к концу XII в. Из Похвального слова Христодулу, написанного около 1150 г. Афанасием (впоследствии Антиохийский патриарх), явствует, что в середине XII в. кафоликон был украшен фресками. Существующие росписи выполнены около 1600 г. Их реставрация ведётся под руковосдством С. Балтоянниса. Программа росписи традиционная, из редко встречающихся композиций – «Христос, проклинающий бесплодную смоковницу» (Мф. 21:19–22) и «Притча о заблудшей овце» на сводах. Установленный при строительстве кафоликона мраморный иконостас принадлежал более ранней церкви: исследователи датируют его VI–VII вв. Второй иконостас был сооружён из дерева около 1300 г. (в настоящее время находится в церкви великомученика Георгия «тон Апортианон» в Хоре на Патмосе). Третий, деревянный иконостас с иконами письма Андреаса Рицоса был установлен в конце XV в. Существующий в настоящее время резной позолоченный иконостас высотой 5,5 м был изготовлен в 1820 г. по заказу Нектария, митрополита Сардского. Он выполнен из дуба и дерева грецкого ореха 12 хиосскими мастерами.