In 23 aprilie 1910 episcopul Nifon Niculescu pune temelia celor 24 de chilii noi legate de clopotniță, după planul întocmit de arhitectul bucureștean Toma Dobrescu. Din pisania Paraclisului reținem: "Acest sfânt paraclis cu hramul Sf. Erarh Nicolae e făcut cu binecuvântarea P.S. Episcop Nifon, fiind stareț arhim. Roman Sorescu. Paraclisul, după cum se vede, e din trapeza zidită sub păstoria P.S. Pimen și sub domnia regelui Carol I al României. Sfințită astăzi 30 mai 1911 de către P.S.S.D.D. Nifon, episcopul Dunării de Jos, fiind aci d-l C.C. Arion, ministru cultelor". Catapeteasma Paraclisului provine de la biserica ridicată în 1833. În anul 1910, cele două biserici și o parte din chiliile construite în timpul stăreților Visarion și Daniil sunt demolate, iar la 1 septembrie 1911 se pune temelia noii biserici proiectată de arhitectul Toma Dobrescu și lucrată cu pietrari italieni. Biserica este terminată în anul 1913. Pictura în stil neobizantin este executată în anii 1914 - 1916 de pictorul italian Francisco de Biasse. La începutul anului 1914 în mănăstire trăiau 86 de călugări, de mănăstire depinzând și cei 18 călugări de la schitul Saon. În perioada 1926 - 1929, în vremea episcopului Cosma Petrovici, se construiește din cărămidă și piatră corpul de clădiri din dreapta clopotniței după dărâmarea clădirii din locul respectiv, în noul imobil funcționând ulterior birourile mănăstirii.
Clădirea are etaj și pridvor înspre curtea mănăstirii și spre exterior. Tot aici va funcționa temporar școala de cântăreți bisericești și casa de odihnă a Arhiepiscopiei Tomisului și Dunării de Jos.
După cutremurul din 10 noiembrie 1940 (biserica și stăreția au fost avariate) și incendiul din 27 iulie 1946 (clopotnița a ars și s-au topit clopotele) se execută lucrări de restaurare în anii 1954 - 1956 pe baza planurilor arhitectului bucureștean Eugen Cheffneaux. Este restaurată pictura bisericii, iar în anii 1957 - 1960 se renovează chiliile din vest, monument istoric. Prin grija IPS Antim Nica s-a introdus lumina electrică în mănăstire. La 17 ianuarie 1973 au fost așezate în biserică moaștele sfinților martiri Zoticos, Attalos, Kamasis și Filippos, descoperite în 1971 pe teritoriul comunei Niculițel (vezi Bazilica paleocreștină).
În anul 1985, în fosta clădire a stăreției se deschide expoziția de icoane vechi și obiecte de artă religioasă provenite din parohiile județului Tulcea, muzeul cuprinzând și o colecție de carte veche religioasă.
Trapeza mănăstirii reparată în mai multe rânduri, în anii 1940, 1954-1955, a fost pictată în frescă, în anul 1990, de pictorii bisericești Moldoveanu Ioan și Daniela din București.
În cimitirul mănăstirii Cocoș odihnesc ctitorul mănăstirii, arhimandritul Visarion, foștii stareți ai mănăstirii Roman Sorescu, Nifon Plopeanu, protosinghel Damaschin, protosinghel Nicanor, Gherontie Ștefan, arhim. Pahonie Gorea, eclesiarh al Catedralei arhiepiscopale din Galați, arhim. Ironim Motoc.
În a doua jumătate a secolului al XIX-lea și în primii ani ai secolului XX, în sfânta Mănăstire Cocoș a funcționat una din primele tipografii românești din Dobrogea, materialul tipografic fiind primit la început de la Mănăstirea Neamț. Se mai păstrează și astăzi o placă pentru executarea xilogravurilor și vechile litere: "Ci Tu, Doamne Iisuse Hristoase, Dumnezeule, vistierul bunătăților, dăruiește-ne pocăința neștirbită și inima îndurerată ca să pornim cu tot sufletul în căutarea Ta; căci fără de Tine ne vom înstrăina de tot binele. Dă-ne așadar, Bunule, harul Tău. Tatăl, Care Te-a născut din sânurile Sale fără de ani și mai înainte de veci, să înnoiască în noi închipuirea icoanei Tale”.
Povestea întemeierii Mânăstirii Cocoș are în ea un sâmbure de miracol. În anul 1833, trei călugări moldoveni care se întorceau de la Muntele Athos, îndreptându-se spre Mănastirea Neamț, au făcut un popas în Dobrogea. Noaptea, toți trei au avut același vis: un cocoș le-a poruncit să ridice o mănăstire pe locul unde dormeau.
Considerând că este o vestire Dumnezeiască (cocoșul i s-a arătat și Apostolului Petru în vis), au renunțat să se întoarcă acasă, pornind degrabă la înălțarea Casei lui Dumnezeu.
Prima biserică, construită chiar în anul acela, a fost din nuiele și din chirpici și ploile și vânturile Dobrogei au spălat-o repede de pe lume. Pe temelia ei s-a ridicat o a doua biserică (la 1853), construită integral din pământ. Pe vatra ei s-a ridicat cea de-a treia construcție, care durează până astăzi și care la terminare a fost pictată de un artist celebru la vremea aceea - Francisco de Biasse.
Povestea spune că mănăstirea Cocoș, împreună cu cripta de la Niculițel, aflată doar la 4 kilometri distanță, cu Mănăstirea Saon și Mănăstirea Celic Dere formează o cruce perfectă, orientată la fel ca și crucea de la răspântia de drumuri, unde s-a descoperit mormântul celor patru martiri creștini: Zotic, Attal, Kamasie și Filip, uciși la anul 303, și ale căror moaște au fost transferate la Mănăstirea Cocoș.
O mie șapte sute de ani de credință creștină pe pământurile Dobrogei nu e puțin. Sunt șaptesprezece secole, în care rugăciunea nu s-a oprit niciodată. Se spune că în nopțile curate de vară, dacă stai cu gândul și inima îndreptate spre Dumnezeu, în pacea și liniștea mănăstirii, auzi primele cântece creștine ale românilor.