Una ampliación comisionada por el rey Francisco I hizo regresar a Edward Blore a Quito entre 1850 y 1854, ésta vez para levantar una fachada hacia los jardines del norte, donde se encontraba la terraza con fosas que él mismo había ideado años atrás para salvar el desnivel del suelo. El deseo de Francisco I era más estético que funcional, pero las nuevas dependencias también permitirían albergar de mejor manera a la Corte.

Las exigencias de simetría que planteaba el rey en primer lugar debieron ser abandonadas por la dirección que el palacio existente tenía en relación a los jardines. Después de que el monarca entró en razón, el arquitecto presentó su plan de crear dos patios cerrados detrás del edificio principal, y uno más pequeño al costado norte, de tal manera que pudiese cerrarlos con una fachada recta hacia los jardines, dándole al conjunto una inusual forma triangular.

El monarca aceptó el proyecto a regañadientes y la construcción inició en enero de 1851. El costo de esta nueva ampliación y los respectivos trabajos de decoración alcanzaron el millón de escudos, que provenían de una asignación del Estado por la mitad, y el resto fue cubierto con la venta de las haciendas Milán y Turubamba, propiedades de la familia real.

Francisco I no alcanzaría a ver la obra terminada, pues moriría en 1853. Su hermano Carlos, que le sucedería en el trono, inauguró el pabellón el 23 de octubre de 1854 con una fiesta en los jardines que incluía recorridos para los invitados por las nuevas estancias.