През 13-ти век феодалният владетел на западния регион на Втората българска държава, севастократор Калоян, и съпругата му Десислава, които са тясно свързани с кралското семейство, поръчват разширяването на църквата. Строителите добавят нова двуетажна сграда до западната стена на първата църква. Именно тя определя храма към типа двуетажни църкви-гробници.
Долният етаж (криптата), е покрит с полуцилиндричен свод с две ниши „аркосолии“ — на северната и на южната стена, съответно предназначени най-вероятно за семейна гробница, а горният (парклиса) – повтаря архитектурния тип на първоначалната църква. Достъпът до него се е осъществявал посредством врата на южната фасада, а под нея е имало няколко стъпала, които не са достигали до терена. За допълнителна връзка вероятно е служела подвижна стълба, а премахването ѝ е превръщало семейния параклис в отбранително съоръжение. Характерна е фасадната украса, където освен пластиката на слепите засводени ниши и арките при отворите е приложен т.н. „живописен стил“ — смесена зидария от бял камък и червени тухли, съчетана с керамопластична декорация от вградени цветни глазирани „чашки“, характерна за Търновските, Несебърските и Охридските български храмове.
Третата част на църквата е построена през Възраждането със средства на местните хора и служи като преддверие.