كانت بداية العمل في محرم ١٤٠٢هـ عندما لا حظ خادم الحرمين الشريفين الحاجة إلى توسعة جديدة لمواجهة الأعداد المتزايدة من المصلين والزوار، وفي ٩ صفر ١٤٠٥هـ تم وضع حجر الأساس لهذه التوسعة التي فاقت كل التوسعات منذ العهد النبوي الشريف، تقوم التوسعة الحالية على إضافة مبانٍ جديدة للمبنى القديم من الشمال والشرق والغرب بمساحة قدرها حوالي ٨٢٠٠٠ متر مربع تستوعب حوالي ١٥٠ ألف مصلّ، وقد تمت الاستفادة من سطح التوسعة للصلاة بعد تغطيته بالرخام وبمساحة قدرها حوالي ٦٧ ألف متر مربع تستوعب حوالي ١٩٠ ألف مصلّ، وأصبح المسجد النبوي بعد التوسعة يستوعب أكثر من ٢٧٠ ألف مصلّ ضمن مساحة إجمالية تبلغ حوالي ١٦٥٥٠٠ متر مربع، وتضمنت التوسعة إنشاء دور سفلي بدروم بمساحة الدور الأرضي للتوسعة وذلك لاستيعاب تجهيزات التكييف والتبريد والخدمات الأخرى وذلك بمساحة تبلغ حوالي٨٢ ألف متر مربع. وتشمل التوسعة أيضا الساحات المحيطة بالمسجد النبوي تبلغ مساحاتها حوالي ٢٣٥ ألف متر مربع منها حوالي ٤٥ ألف متر مربع أرض مكسوة برخام أبيض بارد عاكس للحرارة، والباقي مساحته ١٩٠ ألف متر مربع مكسوة بالجرانيت وفق أشكال هندسية بطراز إسلامي وألوان متعددة جميلة وهي مخصصة للصلاة وتستوعب حوالي ٤٢ ألف مصلّ مما يجعل الطاقة الاستيعابية لكامل المسجد والساحات المحيطة به تزيد على ٧٠٠ ألف مصلّ لتصل إلى مليون مصلّ أوقات الذروة، وتضم هذه الساحات مداخل للمواضئ والخدمات التي تتصل بمواقف السيارات التي توجد تحت الأرض تسع لـ ٤ آلاف سيارة مساحتها الإجمالية حوالي ٢٩ ألف متر مربع، وزودت التوسعة الجديدة بـ (٢٧) قبة متحركة بقطر ١٨متر وزنة ٨٠طنا للوحدة تغطي مساحة ٣٢٤ مترا مربعا. يتم فتحها وغلقها عن طريق التحكم الكهربائي عن بعد مما يتيح الاستفادة من التهوئة الطبيعية في الفترات التي تسمح فيها الأحوال الجوية بذلك، تحتوى التوسعة على ١٤٢ بوابة جديدة و٦ مبانٍ للسلالم