Bastante más compleja que la de Día Sanz fue la reconstrucción de la fachada de San Francisco. En marzo de 1857 ya se había sentido la necesidad de rehabilitarla, siendo el Ingeniero General quien apuntó su reforma. Hasta la fecha se desconoce cuál fue su aspecto anterior, sin duda algo diferente al actual cuyo diseño es posterior al incendio que se produjo la noche del 26 de diciembre de 1868.
Éste afectó a toda la zona, incluida parte de las galerías del patio de Orden, concretamente las superiores donde se encontraba en esa fecha, entre otras dependencias, la clase de dibujo.
Afortunadamente, aunque el suceso dañó seriamente esta parte del inmueble no fue muy perjudicial para el funcionamiento y actividades cotidianas de los alumnos. Esta zona se encontraba entonces no sólo deshabitada, sino que además ya se había previsto erigir allí la fachada principal de la Academia en menoscabo de la de Día Sanz.
A fin de proceder a las obras de reparación, el 5 de enero de 1869 la Academia manifestó su plan de necesidades y el 30 de abril se autorizaron los trabajos por real orden. Sin embargo, más adelante se emitió otra disposición por la cual los trabajos serían con cargo al Material del Cuerpo de Artillería. Esto derivó en un retraso ya que se indicó que los fondos se librarían cuando las circunstancias lo permitieran.
El proceso se ralentizó en el tiempo. Resumiendo, en 1877 se presentó un presupuesto y en junio del año siguiente se adjudicó la subasta de las obras que se limitaron a realizar algunas actuaciones. También el Ayuntamiento decidió intervenir, sin embargo en diciembre de 1878 las obras proyectadas por el arquitecto municipal Joaquín Odriozola no se pudieron continuar nuevamente por falta de fondos. No obstante, en marzo del año siguiente se contó con un presupuesto adicional, en el que se expuso que las entradas a la Academia e iglesia debían cambiarse para que armonizaran con la fachada del edificio.
Se mencionaba además que el cuerpo de guardia estaría en la planta baja, así como otros elementos: la sala de recepciones; la sala del trono (con los retratos de los generales del Cuerpo, análoga a la que existía en el Alcázar); capilla; pórtico de la iglesia; sala de dibujo, etc., todos dentro del área arruinada por el incendio.
Después de otras pequeñas actuaciones, en mayo de 1880 el Ayuntamiento realizó un proyecto de reforma y ensanche de la Academia, para construir la sala de armas junto con otras dependencias anejas y el picadero cubierto (aunque ya existía un cuadrilongo al aire libre, se consideró muy necesario por las inclemencias de la localidad), de los que se carecía en esos momentos.
Para adecentar la fachada, el Ayuntamiento manifestó en noviembre de 1880 que había que adquirir previamente un edificio unido a la fachada de San Francisco. Pertenecía a la Orden Tercera (de San Francisco), y se componía de una capilla de nave única, sacristía y patio, con un total de 543,40 m2 y una tasación de 9.350 pesetas. Comprada la propiedad y una casa contigua propiedad de la condesa viuda de Santibáñez, se propuso comenzar su derribo una vez se iniciaran las obras de la escuela de Santa Eulalia, y así aprovechar en ella los materiales recuperables procedentes del desescombro.