Francisco del Castillo "El Viejo" et Domingo de Tolosa étaient en charge des travaux de cette phase de construction. En 1547, Andrés de Vandelvira et Juan de Maeda évaluèrent les travaux exécutés par Castillo et Domingo de Tolosa, principalement centrés sur l'élévation de la chapelle principale et de la première section du temple. C'est la première nouvelle documentée de l'intervention d'Andrés de Vandelvira dans cette église, dont l'approche initiale sera modifiée par ce maître vers 1559. Les changements introduits par Vandelvira affectèrent les sections restantes: les nefs sont égalisées en largeur et en hauteur, entre les des contreforts des chapelles sont situées, les nervures initiales des voûtes sont remplacées par des rainures, les piliers, avec demi-colonnes corinthiennes et rétropilastres, sont maintenant cruciformes et avec une modulation plus classique, similaire à celles utilisées dans les cathédrales de Baeza et Jaén.

Les travaux sur place étaient, entre autres enseignants, sous la direction du Castillo "El Viejo", mais en 1564 le contrat que ce maître tailleur de pierre avait signé avec l'église fut transféré à son fils Francisco del Castillo "el Joven", lié depuis 1555 avec la construction. Castillo "El Joven" a suivi les directives établies par Vandelvira, qui a visité Huelma en 1569 et 1570 pour évaluer les œuvres. En 1575, année de la mort d'Andrés de Vandelvira, l'usine était assez avancée, mais quelques voûtes et les extérieurs avec les façades, la sacristie et le clocher restaient à terminer. Il est maintenant le maître principal de l'usine Francisco del Castillo "El Joven", qui en sera responsable jusqu'à sa mort en 1586. Sous sa direction, la voûte centrale a été sculptée, avec un programme sculptural achevé par Marcos Hernández en 1584, et cinq autres décorés de motifs géométriques typiques du maniérisme, soulignant le troisième également décoré avec les armes du prélat de Grenade Francisco Sarmiento de Mendoza (1580-1595).

Les trois dernières voûtes ne sont plus en pierre, mais en brique, et ont été achevées après la mort de Castillo avec la sacristie, dont la disposition en forme de «L» rappelle la solution proposée par Vandelvira dans les locaux de la cathédrale de Jaén. Les extérieurs, œuvre de Castillo «el Joven», présentent l'une des élévations les plus élégantes construites au XVIe siècle dans l'architecture religieuse andalouse. Castillo "El Joven" présente des modèles d'architecture civile tirés des traités d'architecture de Sebastián Serlio dans ces extérieurs. Le rythme de cette élévation est marqué par les pilastres corinthiens placés sur les deux étages, par les fenêtres à linteau à frontons triangulaires et par les façades, mettant en valeur le sud, également linté et couronné par un grand fronton triangulaire et flanqué de niches. Héraldique, masques, guirlandes, corniches moulurées et autres éléments du répertoire maniériste complètent la beauté de l'ensemble, enfin achevé dès le XVIIe siècle avec un grand clocher, dans le second corps duquel porte les armoiries de Mgr Moscoso y Sandoval ( 1619-1646). Le temple de Huelma - comme le souligne Rafael López Guzmán - «montre parfaitement l'évolution esthétique qui a eu lieu dans le royaume de Jaén au XVIe siècle; en plus d'avoir, dans sa réalisation, les professeurs les plus remarquables du moment ».

AUTRES MANIFESTATIONS ARTISTIQUES NON ARCHITECTURALES

De l'ensemble important de biens meubles que ce magnifique temple a acquis au cours des siècles, il ne reste presque rien, car ils ont été totalement détruits lors de la dernière guerre civile (1936-1939). Nous savons par la documentation que dans la chapelle principale il y avait un bon retable dessiné à la fin du XVIe siècle par Sebastián de Solís, qui comptait sur la collaboration du sculpteur Cristóbal Téllez et du monteur Blas Briñón. Aujourd'hui, cette chapelle possède un retable peint par Juan Almagro (Pegalajar, 1886-1965), une sculpture d'un Ressuscité étant de mérite. D'une certaine valeur, c'est une toile de l'école de Grenade de l'Immaculée Conception, œuvre anonyme du dernier tiers du XVIIe siècle.