Masjid ini tetap berdiri kokoh hingga masa pemerintahan Kolonial Belanda. Bahkan masjid ini, bersama Balai Si Panji, pernah dijadikan tempat pengungsian bencana banjir yang pernah menghantam Banyumas.
Renovasi pertama masjid ini dilakukan pada tahun 1889, yakni dengan mengganti atap menjadi seng. Seiring berkembangnya waktu, bangunan Masjid Agung Nur Sulaiman terus mengalami perbaikan. Kendati begitu, masjid cagar budaya ini masih menjaga bentuk dan ornamen aslinya yang masih bisa dilihat hingga sekarang.
Selain Masjid Agung Nur Sulaiman, terdapat dua masjid cagar budaya lainnya di Banyumas, yakni Masjid Saka Tunggal di Desa Wisata Cikakak di Kecamatan Wangon dan Masjid Darussalam Saka Tunggal di Dusun Legok, Kecamatan Pekuncen.