La construcción comenzó casi de inmediato bajo el cuidado de los padres José Manuel de Martiarena y Pedro Martínez. Para Navidad, gracias a la amabilidad y cooperación de los indígenas, no sólo se construyó una iglesia de adobe, sino también un granero, cuarteles, un monasterio y algunas casas de adobe. Para 1800, había más de 500 indígenas viviendo en la misión.
Situada en el centro del Valle de San Juan, la misión se encuentra justo en la falla de San Andrés. Aunque su ubicación justo en la falla era menos peligrosa que otros lugares, fue la causa de muchos días y noches de temblores. En octubre de 1798 los temblores fueron tan fuertes que los misioneros durmieron al aire libre durante todo el mes. La tierra tembló hasta 6 veces en un día, dejando muchas grietas enormes tanto en los edificios como en el suelo.
Cuando un terremoto causó daños considerables en octubre de 1800, los padres aprovecharon la oportunidad para ampliar la iglesia, y añadir ciertas instalaciones mientras hacían las reparaciones necesarias. La población indígena siguió aumentando y en 1803 se hicieron extensos planes para la construcción de otra iglesia. Los trabajos de construcción fueron precedidos por una elaborada ceremonia a la que se invitó a gente de toda la provincia. Durante la dedicación, se selló una historia del evento en una botella y se colocó dentro de la piedra angular. De 1803 a 1812 los indios residentes trabajaron en la construcción del complejo del cuadrilátero, que incluía una iglesia de 190 pies de largo y un hermoso corredor de 20 arcos, todo construido con ladrillos de adobe cocido. Se dice que la iglesia de la misión es la más grande de las misiones y que tenía capacidad para 1.000 personas durante los días de la misión. Las dimensiones son 188 pies de largo y 72 pies de ancho y es la única misión con 3 pasillos, dos a los lados y uno en el centro de la iglesia. En junio de 1803 se colocó la primera piedra de la iglesia actual. Con tres naves, se convirtió en la más amplia de todas las iglesias de la misión. Fue dedicada el 23 de junio de 1812. La terminación del interior de la iglesia continuó hasta 1817, cuando el suelo fue embaldosado y el altar principal y el retablo (que contiene las seis estatuas) fueron completados por Thomas Doak, un marinero estadounidense que abandonó el barco en Monterrey. Pintó el retablo a cambio de alojamiento y comida.
En 1808, llegó un nuevo padre llamado P. Arroyo de la Cuesta, que trajo consigo una tremenda energía, aprendizaje e imaginación. En lugar de la habitual nave larga y estrecha, el P. de la Cuesta convenció a los constructores de que una amplia iglesia de tres naves sería un activo inusual para San Juan. Cuando la iglesia fue terminada en 1812, era la más grande de la provincia y la única estructura de este tipo jamás construida por los franciscanos en California.
Mientras las obras de la iglesia avanzaban, la congregación de neófitos para la que fue planificada disminuía a un ritmo considerable. En 1805, la población indígena era de 1.100 personas. En 1812, cuando se terminó la iglesia, la muerte y las deserciones habían reducido el número a más de la mitad. El gran edificio nuevo empequeñecía a los fieles que acudían, y el Padre de la Cuesta tapió las dos filas de arcos que separaban las tres naves de la iglesia. A excepción de la zona cercana al altar, el interior de la iglesia se asemejaba entonces a otras iglesias de misión, con las dos naves exteriores formando grandes estancias separadas.
Sin embargo, a la hora de decorar y amueblar la iglesia, el enérgico franciscano no se negaba. Buscó continuamente los artículos religiosos necesarios, con un ojo apreciativo para la mejor mano de obra disponible. En 1820 contrató a Thomas Doak, un carpintero estadounidense dotado de talento decorativo, y embelleció las paredes interiores. Fue Doak, por cierto, quien abandonó su barco y desembarcó en Monterrey en 1816 para convertirse en el primer ciudadano estadounidense en establecerse en California. Adoptó la ciudadanía española, encontró residencia permanente en San Juan Bautista y se casó con una hija de José Castro.
En 1790, los españoles empezaron a mostrar un interés considerable por las tierras situadas al este de El Camino Real. San José, San Juan Bautista y Soledad reflejaron este interés. Ya no se evitaba a los indios hostiles y, en las filas del ejército, nombres como Vallejo, Amador, Moraga y Peralta se relacionaban de forma destacada con la lucha contra los indios. Como bases de abastecimiento, San José y San Juan Bautista eran constantemente visitadas por grupos de soldados bajo el liderazgo de uno o más de estos hombres. La lucha no era el único método de acercamiento a los paganos pues, entre los franciscanos, nunca se descartó la idea de establecer otras misiones hacia el oriente.
Una de las consecuencias más curiosas de este fervor misionero fue la Misión del Río de los Santos Reyes, que nunca llegó a existir de hecho. En 1831, un cantero de Boston, Caleb Merrill, llegó a la Misión de San Diego. Sus servicios fueron apreciados de inmediato por los franciscanos, y no tardó en trabajar en el Carmelo. Poco tiempo después, una expedición misionera llegó a San Juan Bautista dejando tras de sí un montón de mampostería de adobe que todavía era evidente en la década de 1860.
En 1812, el padre Estévan Tápis, que había estado actuando como padre presidente de las misiones desde la muerte del padre Lasuén en 1803, se retiró del cargo y se unió al padre de la Cuesta en San Juan Bautista. Las enseñanzas de la misión continuaron bajo el Padre Tapis desde 1812 hasta 1825, mientras la misión ganaba una reputación muy apreciada por la calidad de la educación de los neófitos y la diplomacia del Padre Tapis en el trato con los funcionarios del gobierno y los oficiales militares que vivían en San Juan Bautista. Al igual que el padre Durán, tenía un talento especial para la música y fue él quien hizo mucho por desarrollar el canto coral entre los neófitos. El uso de notas de color para identificar las distintas partes vocales en la partitura fue aparentemente introducido por el P. Tápis durante su estancia en San Juan. Dos de sus libros de coro manuscritos pueden verse en el Museo. En el agradable entorno de San Juan Bautista, el anciano franciscano pasó los últimos de sus 71 años. Su muerte, en 1825, fue muy llorada. El Padre Esteban Tapis, que también fundó la Misión de Santa Inés, está enterrado en el santuario de la iglesia.
El padre de la Cuesta siguió relegando los asuntos de San Juan Bautista hasta que la misión pasó a manos de los franciscanos zacatecanos. Era un hombre enérgico e imaginativo con una formación y educación más rica que la mayoría de sus compañeros frailes. Uno de sus placeres era la práctica de dotar a sus cargos recién nacidos con nombres tomados del pasado. En este sentido, Alfred Robinson, el comerciante de pieles estadounidense que visitó San Juan, relató que el lugar abundaba en «infantes Platos, Ciceros y Alejandros»
El padre de la Cuesta conocía más de una docena de lenguas indígenas y podía pronunciar sus sermones en siete lenguas. Durante su estancia en San Juan Bautista, escribió dos importantes obras, una de ellas fue un compendio de frases indígenas, y la otra fue un estudio exhaustivo de la lengua Mutsumi que recibió el reconocimiento científico en 1860. Después de que el padre de la Cuesta entregó la dirección de la misión a la llegada de los zacatecanos en 1833, se unió a sus propios franciscanos en San Miguel, donde permaneció hasta su muerte en 1840.
En 1826 se adquirió un organillo inglés que funcionaba a manivela y que producía asombro y diversión a los neófitos. El organillo inglés de manivela de la misión es fuente de muchas historias y leyendas. Llegó desde Monterrey a la misión a finales de la década de 1820. Lo más probable es que el explorador británico Vancouver se lo regalara al padre Lasuen. El órgano se fabricó en Londres y mide más de 1,5 metros de alto, 2 de ancho y 18 de profundidad. En su interior hay 17 tubos de madera y 29 de metal que suenan al girar la manivela. En torno a este órgano surgieron varias leyendas, una de las cuales le otorgaba poderes inusuales y lo relacionaba con la fundación de la misión.
Sin embargo, el órgano es una cosa extraña para tener en una iglesia. Se dice que entre sus melodías se encuentran «Go to the Devil, Spanish Waltz, College Hornpipe y Lady Campbell’s Reel», melodías más conocidas por los marineros pendencieros que por los padres piadosos.
La historia más interesante sobre el organillo aparece en la revista Sunset Magazine’s The California Missions: A Pictorial History: «De las muchas historias relacionadas con este organillo, una de las mejores muestra su poder casi hipnótico sobre los salvajes infantiles. Un día, una tribu de indios Tulare se abalanzó sobre la misión, y los neófitos corrieron a refugiarse. Afortunadamente, el padre mantuvo su ingenio. Sacó el órgano de mano y comenzó a tocarlo. Los neófitos se dieron cuenta y empezaron a cantar con la música a pleno pulmón, con el resultado de que sus enemigos quedaron tan embelesados que dejaron las armas y pidieron más música, incluso pidieron quedarse para poder disfrutarla todo el tiempo».
La misión recibió una afluencia de población durante 1824 desde el valle de Tulare, muy posiblemente como resultado de las agresivas expediciones a los territorios del interior por parte de los militares en aquella época. La población había alcanzado su punto máximo durante 1823, con 641 hombres y 607 mujeres residentes. Ese año se habían construido un total de 22 viviendas de adobe para los indios (obviamente la mayoría vivía en casas de tule o en rancherías cercanas), y se informó de la restauración de corrales de adobe, un granero, un horno y salas de tejido con la nueva gran mano de obra. Los padres informaron que los salarios pagados a los indios por servicios cualificados incluían 4 reales al día (0,50 dólares) para los leñadores, 3 reales (0,375 dólares) para los aserradores y 1,5 reales (0,1875 dólares) para los peones.
El informe de 1827 presentado al gobernador enumeraba el ganado de la misión y las tierras de los ranchos. Al sureste y noreste de la misión, en las colinas y llanuras bajas, los indios cuidaban 6.500 cabezas de ganado, 502 yeguas, 250 caballos mansos y domados, y 37 mulas. Al este mantenían un rancho para las ovejas de la misión. Al noreste se mantenía un rancho para el ganado de la misión. Al norte-noreste se mantenía otro rancho, donde el ganado pastaba en pequeñas llanuras y colinas bajas cerca de los manantiales. No se practicaba la irrigación en ninguno de estos ranchos de las misiones. Al norte-noreste, a tres leguas de la misión y de El Camino Real, la misión tenía un rancho para ovejas con pastos en las laderas de las montañas altas. En el centro de estas montañas se encontraban depósitos de brea y azufre, así como manantiales sulfurosos calientes y fríos. Los pastos eran regados por el desborde del Río de Pájaro. No había más tierras de la misión en esa dirección porque se habían hecho concesiones de tierras españolas para dos grandes parcelas, el Rancho de las Animas (sur del Valle de Santa Clara) y el Rancho de Solís. La misión también obtenía buena madera de esta zona. Al oeste-noroeste había un rancho para ovejas, a tres leguas de la misión, lindando con el Rancho de Aro. Inmediatamente al oeste de estas tierras estaban los ranchos de Antonio Castro (Pájaro) y los Picos y Vallejos, con los manantiales de Brea del Pájaro corriendo hacia ellos. Al suroeste estaba el Rancho San Miguel, o Los Espinosas. Al sur-sureste se encontraba el rancho de ovejas de Natividad, así como la concesión española de Butrón y los ranchos Alviso, Alisal y Sausal, todos en un pequeño arroyo. Al sur de la misión se encontraba la gran elevación de Gavilán, de la cual corrían manantiales para regar los jardines, la viña y el maizal de la misión.
Los libros parroquiales enumeran 42 tribus de indios pertenecientes a la Misión de San Juan Bautista, que hablaban veintinueve dialectos y trece lenguas diferentes. Fueron amigables con los padres y ayudaron a construir la misión y a trabajar en los campos.
Marjorie Pierce informa en su libro East of the Gabilans: Los ranchos, los pueblos, la gente-ayer y hoy: «Los indios eran muy aficionados a la música y al canto y conservaban algunas de sus melodías paganas, algunas tristes y otras alegres, según las circunstancias. Tenían sus propios instrumentos musicales para las ocasiones no eclesiásticas, como palos sobre una bola hueca que contenía pequeños guijarros, y silbatos hechos con huesos de ganso o de ciervo. A veces se engalanaban con plumas y se pintaban el cuerpo y, mientras retozaban en círculos, daban gritos y chillidos»
Según MISSION RECORD OF THE CALIFORNIA INDIANS (1811), traducido por Alfred. L. Kroeber: «La misión de San Juan Bautista es la más interior de las que se encuentran en territorio costeño. El dialecto de San Juan Bautista, llamado Mutsun por una aldea cercana a la misión, se conoce por una gramática y un libro de frases preparado por el padre Felipe Arroyo de la Cuesta, quien probablemente es el autor de las siguientes respuestas, ya que estaba en San Juan Bautista en el momento en que se pidió el informe.»
Más de 4.000 indígenas están enterrados en el cementerio de la misión junto al muro noreste de la iglesia de la misión Los indígenas fueron enterrados en sus mantas, sin ataúdes.
Como la mayoría de las otras misiones, San Juan Bautista plantó cultivos de trigo y maíz. También criaban uvas, ganado y ovejas. Sus productos agrícolas servían para mantener a la comunidad de la misión y a los indios cercanos y se utilizaba para el comercio. De hecho, alrededor de la misión surgió un próspero centro de comercio de pieles, sebo y productos agrícolas.