Такая обстановка оставалась в усыпальнице в течение четырех лет и была удалена по предписанию младшего сына Тимура — Шахруха, занявшего Самарканд в результате борьбы за престол с Халиль Султаном 13 мая 1409 года. Шахрух вновь совершил траурные обряды на могиле отца, оставил при ней штат чтецов Корана, служителей и сторожей, а все предметы одежды, утвари и вооружения, как несовместимые с правилами ислама, велел вынести и передать в казну. Вот так по-разному видели последнее пристанище великого полководца его дети и внуки.
После капитуляции Халиль Султана правителем Самарканда, пока только номинально, стал пятнадцатилетний сын Шаруха Улугбек, тогда как вся действительная власть была вручена его опекуну эмиру Шах Мелику. Но через два года эта ситуация изменилась — Улугбек стад полноправным правителем Самарканда.
Повзрослевший Улугбек проявлял заботу о мавзолее Гур-Эмир, который при нем подвергся некоторым переделкам. Вместо одного Мухаммад Султана здесь уже покоились Тимур в ногах Сеида (так, как мы помним, звали мудреца, при жизни дававшего советы своему правителю), что было сделано по велению самого эмира, а также малолетние сыновья Улугбека. Это привело к необходимости расширить склеп и изменить его первоначальную конструкцию. При Улугбеке были возведены пристройки, заключающиеся в том, что к основному восьмигранному зданию мавзолея были пристроены несколько боковых помещений. Внутри главного помещения, вероятно Улугбеком, была поставлена прекрасная резная мраморная решетка, окружающая надгробия.
На этом изменения в усыпальнице не закончились. Во время похода 1425 года против монголов из Карши Улугбек приказал взять два больших куска прекрасного темно-зеленого нефрита. Их доставили с помощью особых телег в Самарканд. Здесь, пригнав один к другому, им придали форму намогильного камня и положили в качестве наружного надгробия Тимура.
В исторических хрониках сказано, что сверху на камне высекли надпись, гласившую, что эта гробница великого султана, милостивого хана, эмира Тимура, сына эмира Тарагая, сына… и т. д. до девятого колена, в котором родословная уже имела общего предка с родом Чингисхана. Далее приводится родословная последнего, вплоть до легендарного сказания о божественном зачатии одного из предков Чингисхана женщиной по имени Алан-Гоа. Легенда гласит, что молодая женщина забеременела от луча солнца, проникшего к ней в комнату через отверстие над дверью и принявшего образ одного из потомков пророка Али. Как уже упоминалось, эта вымышленная генеалогия, устанавливающая родство Тимуридов с Чингизидами, была сочинена уже после смерти Тимура. Сам он при жизни довольствовался иной, более скромной легендой, будто его предки на основании договора, возобновлявшегося несколько раз и забытого в период смуты, были полновластными эмирами при потомках Чингисхана. В конце надписи на верхней стороне нефритового надгробья приведена дата смерти Тимура. Кроме того, на малой боковой стороне надгробия имеется вторая надпись, которая свидетельствует, что камень этот привезен и поставлен Улугбеком после похода против монголов.