Khi giặc Minh xâm lược Đại Việt (1407) chùa bị phá hủy nặng nề, tượng phật Quỳnh Lâm bị cướp mang về Kim Lăng. Đầu đời Lê, chùa được dựng lại. Vào thời Vĩnh Khánh (1729-1732) Uy Nam Vương Trịnh Giang cấp tiền, rồi lấy dân ba huyện Đông Triều, Thủy Đường, Chí Linh, tu tạo quy mô, bài trí lộng lẫy. Đến đầu đời Vĩnh Hựu (1735-1746), lại lấy dân các huyện Hiệp Sơn, Thủy Đường, Đông Triều, Kim Thành và Thanh Hà sửa sang lần nữa, rộng lớn hơn có cả chuông đồng, khánh đá..

Năm 1727, chùa dựng tháp Tịch Quang bằng đá xanh. Tháp này là mộ của nhà sư Chân Nguyên, một nhà sư có công lớn đối với chùa. Tháp gồm bảy tầng, cao 10 m, đỉnh tháp hình búp đa, trên tháp có gắn tấm bia ghi lại tiểu sử của sư Chân Nguyên. Đến thời Nguyễn, niên hiệu Thiệu Trị thứ sáu (1845) chùa bị bọn thổ phỉ người Tàu đốt cháy mất chính điện và tiền đường. Tất cả các tượng gỗ đều cháy, duy tượng vua Trần Nhân Tông là còn nguyên. Trải qua thăng trầm của lịch sử, các công trình kiến trúc cổ của chùa Quỳnh Lâm đã bị huỷ hoại rất nhiều.[5]

Theo báo cáo sơ bộ kết quả điều tra khai quật, nghiên cứu khảo cổ học di tích chùa Quỳnh Lâm và Ngọa Vân (năm 2009) của Viện Khảo cổ học - Viện Khoa học Xã hội Việt Nam, năm 2007, UBND huyện Đông Triều và Viện Khảo cổ học đã tiến hành lập Dự án điều tra, khai quật thăm dò khảo cổ học di tích chùa Quỳnh Lâm giai đoạn I và năm 2008, tiếp tục triển khai dự án khai quật, nghiên cứu khảo cổ học di tích chùa Quỳnh Lâm giai đoạn II. Năm 2009 tiến hành khai quật, nghiên cứu khảo cổ học giai đoạn III. Qua ba đợt khai quật đã xuất lộ rõ toàn bộ nền móng các kiến trúc thời Lê Trung Hưng và một số kiến trúc thời Nguyễn. Tìm thấy nền móng của 09 công trình kiến trúc và 06 khoảng sân, được kết nối liên hoàn tạo thành một quần thể gồm nhiều loại hình kiến trúc. Xen kẽ các kiến trúc Tiền Đường, Trung Đường, Hậu Đường là các hành lang và 6 khoảng sân hình chữ nhật, được xây dựng bằng đá xanh, nằm đăng đối, cân xứng nhau theo chiều dọc và chiều ngang, tạo không gian hài hòa cho các công trình.[6]

Cũng qua kết quả khảo sát, các nhà khảo cổ học đã thống kê được 29 nền móng tháp có niên đại kéo dài từ thế kỷ XVIII đến đầu thế kỷ XX. Tháp có niên đại sớm nhất là tháp Tuệ Đăng của thiền sư Chân Nguyên, đây cũng là ngôi tháp còn lại nguyên vẹn nhất trong vườn tháp. Đặc biệt, đợt điều tra khảo sát năm 2009 cũng đã tìm được một số cấu kiện của tháp đá thời Trần do thiền sư Pháp Loa xây dựng để chứa xá lị của Tĩnh tuệ Giác hoàng Trần Nhân Tông. Tuy nhiên việc tìm kiếm các thông tin liên quan đến các ngôi tháp quan trọng được dựng ở Quỳnh Lâm mới chỉ dừng lại ở việc thấy các cấu kiện tháp, hiện chưa tìm thấy dấu vết của nền móng tháp.

Ngoài các cuộc điều tra, khai quật khảo cổ học chùa Quỳnh Lâm từ năm 2007 đến nay cho thấy quy mô kiến trúc đồ sộ của chùa Quỳnh Lâm xưa thì hiện nay tại chùa còn giữ được các di vật cổ đó là tấm bia đá cao 2,5m dựng trước chùa được trang trí hình rồng uốn lượn mềm mại, đặc trưng cho rồng thời Lý. Sau nữa là các thành bậc rồng bằng đá xanh, gần một trăm tảng đá kê chân cột, chạm cánh sen, đầu rồng bằng đất nung, khánh đá. Đặc biệt là một góc bệ đá có hình chim thần Garuda được tạo như một hình người ngồi xổm, hai tay vươn lên hai giá bệ để đỡ tòa sen. Tất cả đều thể hiện rõ nét điêu khắc đá thời Trần.Sang thời Lê, hiện vật còn lại ở đây nhiều nhất là các bia đá và các ngôi bảo tháp đặc biệt là hai bức chạm đá ở bài vị và tượng của bà Hậu Phật Bùi Thị Thao với các hình chạm trổ công phu, tỷ mỉ, mềm mại đang ở thế động rất tự nhiên, hiện thực. Ngoài ra chùa còn có bia đá ghi rõ ngày tháng năm trùng tu chùa, tên các thiện nam tín nữ đã có hảo tâm công đức tiền của tu bổ chùa và những công trình đã làm trong các đợt trùng tu. Trong vườn chùa còn hệ thống tháp cổ được ghép bằng đá xanh thớ mịn với kỹ thuật ghép mộng chắc chắn đã để lại cho hậu thế một kho tàng nghệ thuật vô giá.