تضاعف عدد الحجاج عامًا بعد عام فأمر الملك عبد العزيز آل سعود عام 1375هـ، 1955م بتوسعة الحرمين الشريفين. بدأ العمل في هذه التوسعة في شعبان 1375هـ، 1955م على مراحل ثلاث وأصبحت مساحة المسجد في نهايتها 151 ألف متر مربع وتتسع لحوالي 400 ألف مصلٍ. وفي عام 1406هـ، 1986م، أمر خادم الحرمين الشريفين الملك فهد بن عبد العزيز بتنفيذ أكبر توسعة في تاريخ المسجد الحرام. بدأت خطوات التنفيذ لهذه التوسعة في الثاني من رجب 1409هـ، 15 من فبراير 1989م. تتضمن هذه التوسعة ربط التوسعات الجديدة بالتوسعات السابقة، فضلاً عن إعداد وتجهيز سطح المسجد ليسع 90 ألف مصلٍ. تقوم التوسعة الجديدة بإضافة جزء جديد إلى المسجد من الناحية الغربية بين باب العمرة وباب الملك. تبلغ مساحة التوسعة 76 ألف متر مربع وتتسع لحوالي 190 ألف مصلٍ. كما تهدف التوسعة إلى تحسين وتجهيز الساحات الخارجية للمسجد بمساحة إجمالية تبلغ 59 ألف متر مربع تستوعب 130 ألف مصلٍ. وبذلك تصبح المساحة الإجمالية للمسجد الحرام بعد هذه التوسعة، شاملة سطح المسجد 361 ألف متر مربع، تستوعب نحو 730 ألف مصلٍ خلال موسم الحج. بلغت مساحة الطابق الأرضي 20 ألف متر مربع تستوعب 33 ألف مصلٍ، والدور الأول 47 ألف متر مربع تستوعب 77 ألف مصلٍ، ومساحة المسعى والمطاف 30 ألف متر مربع تستوعب 150 ألف مصلٍ. وأصبحت مساحة السطح بعد التحسين 42 ألف متر مربع تتسع لـ 90 ألف مصلٍ.