Au XVIe siècle, il semble que la nef ait été agrandie une première fois, les dimensions romanes primitives devenant trop exiguës.
<div>
<center>
{| width="100%" style="padding:5px; background:transparent"
| width="60%" |
[[Fichier:TramayesEglisePlanBouillot1.jpg |300px| thumb |center | Eglise de Tramayes au XIIe siècle. Croquis de Michel Bouillot repris dans l'ouvrage de J.L. Burnot.]]
| width="10%" |
[[Fichier:TramayesEglisePlanBouillot2.jpg|300px| thumb |center | Eglise de Tramayes au XVIe siècle. Croquis de Michel Bouillot repris dans l'ouvrage de J.L. Burnot.]]
| width="10%" |
|}
</center>
</div>
En 1675, une visite pastorale mentionne deux chapelles situées « au fond de la nef »<ref>Ibidem, citation du rapport de la visite.</ref>. Si leur position réelle est incertaine, elles sont toujours présentes au XVIIIe siècle, et jouent un rôle important dans la vie sociale du village, en tant que lieux de rassemblement. La première, dite de la Rolle, est dédiée à saint Nicolas et saint Antoine, admise à la famille Delafont en 1670. Elle se situe du côté nord de la nef. La seconde, dite des Farjats, est dédiée à saint Claude et se trouve vraisemblablement au sud de l’église. Le caveau de la famille Farjat est alors juste en-dessous. C’est là une coutume fort suivie à Tramayes : les nobles et familles importantes de la ville se font enterrer au sein de l’église, plus ou moins près du chœur, selon leur importance. De grandes fosses funéraires se trouvent alors sous les fondations de l’édifice.
Lors de la Révolution française, plus précisément en 1793, l’église est dévastée par « des bandes étrangères »<ref>Oursel, Anne-Marie et Raymond, Fiche d’inventaire départemental.</ref> au village. Son mobilier est en partie dispersé ou vendu. Les dommages sont tels que la nef est de nouveau agrandie vers 1827, probablement pour répondre aux besoins de la population et rattraper ces dégradations. Les finitions de ces travaux s’étendent jusqu’en 1830. En 1836, le cimetière est déplacé, les lieux étant devenus trop restreints pour de nouvelles inhumations.
[[Fichier:TramayesEglisePlanBouillot3.jpg | 500px |thumb|center|Eglise de Tramayes au début du XIXe siècle. Croquis de Michel Bouillot repris dans l'ouvrage de J.L. Burnot.]]
=== Description architecturale ===