Необходимость, сложность и длительность реставрационных работ обусловлена историей Спаса на Крови. После закрытия храма более тридцати лет периоды запустения сменялись годами использования здания как склада, при полном пренебрежении и невнимании к памятнику.

17 ноября 1930 года, как исторический памятник погибшим народовольцам, здание было передано Обществу политкаторжан и ссыльнопоселенцев под музей «Народной воли».

В ноябре 1931 на заседании Комиссии по вопросам культа при Президиуме Леноблисполкома в повестке дня уже стоял вопрос «О сносе церкви «Воскресенье на крови» в Ленинграде». В это же время начались работы по снятию колоколов.

В августе 1938 года в заключении Отдела охраны памятников отмечалось, что здание подлинной художественной ценности не представляет, и отдел считает возможным разобрать здание. Ценные фрагменты внутренней отделки предлагали передать в ленинградские музеи, а каменную облицовку из ценных пород использовать в новом строительстве.

Сносу церкви, назначенному на 1941 год, помешала Великая Отечественная война.

Во время блокады Ленинграда был устроен морг, а в один из многочисленных артобстрелов снаряд попал в шатер центрального купола и застрял в перекрытиях.
После 1945 года помещение передали Малому оперному театру под склад декораций.

На основании решения исполкома Ленгорсовета и постановления Совета министров РСФСР в 1958 году памятник взят под государственную охрану.

Решением исполнительного комитета Ленгорсовета 20 июня 1970 года было установлено передать здание на баланс Исаакиевскому собору. Передача состоялась 12 апреля 1971 года.

К моменту приемки Спас на Крови был в аварийном состоянии и требовал срочной реставрации.

Из-за повреждения гидроизоляции в подвале стояла вода; высокая влажность способствовала повреждению поделочного камня и мозаики. В первую очередь необходимо было осушить помещение и защитить собор от возможных подтоплений. Для этого в подвале установили стальной сварной кессон, предохраняющий от попадания воды канала и грунтовых вод. Работы завершили в 1974 году.

Реставраторы заново смонтировали отопительно-вентиляционную систему, спроектированную инженерами Б. И. Ройтенбергом и Н. М. Лонской. После этого в течение двух лет производили просушку здания. Были восстановлены инженерные сети, металлоконструкции глав и шатров храма. Специалисты отремонтировали кровлю и оконные переплеты.

Параллельно с восстановлением инженерных коммуникаций научные сотрудники музея «Исаакиевский собор» изучали документы, связанные с возведением храма Воскресения Христова, причем в архивах не только Ленинграда, но и Москвы, Свердловска и Барнаула. Результаты этих трудов легли в основу архитектурно-реставрационного задания.

В 1972 году дирекция музея «Исаакиевский собор» заключила ряд договоров с институтами и организациями: Ленинградским инженерно-строительным институтом, Ленинградским горным институтом, Всесоюзной Центральной научно-исследовательской лабораторией по консервации и реставрации музейных художественных ценностей, Ленинградским художественным училищем  им. Мухиной, Трестом геодезических работ и инженерных изысканий. Заключения, данные по результатам обследований, стали основными для разработки проектно-сметной документации на реставрацию собора.

Сорок пять керамических изразцов фасадов храма были воссозданы в мастерской Асеева в 1987–1994 годах.

Облицовочный камень фасадов расчистили и воссоздали утраченные части. Заменили поврежденные элементы глазурованной черепицы на центральном шатре, апсидах и крыльцах. Состав массы, цветовую гамму, режим обжига черепицы разработали специалисты Опытно-механического завода Главленстройматериалов. Изготавливали новую черепицу на Никольском керамическом заводе.

 

 

Чтобы восстановить эмалевые купола, изучили старые и новые методики изготовления эмали, адаптировали их для современного производства. Задачу решили в Ленинграде, на Комбинате химико-пищевой ароматики. Автором уникального рецепта стала М. Карабочинская.

Наиболее сложной оказалась реставрация мозаик собора.

Пропитавшая кирпичную кладку влага проникала внутрь мозаичного блока, из-за чего на лицевой стороне мозаик образовывались высолы, были щели и трещины, главным образом на участках монтажных швов. Смальта между блоками отслаивалась, выпадали отдельные кубики золотой канторели.

Разработал методику восстановления уникальных мозаичных полотен художник-мозаичист В. Шершнев.

Поверхность мозаики промывали раствором детского мыла, въевшуюся грязь удаляли школьными ластиками. После промывки оставшиеся загрязнения снимали механическим путем – соскребали скальпелями.

В местах значительной утраты смальты снимался оттиск с сохранившихся следов набора. Затем готовили эскиз, картон и эталон. Металлическую основу очищали от коррозии, наносили грунт и производили набор утраченного фрагмента.

Снаряд, застрявший в перекрытиях центрального шатра, извлекли саперы под руководством Виктора Демидова в октябре 1961 года. Для этого им пришлось разобрать часть мозаичного панно «Пантократор» в своде центрального купола.

Мозаика храма Воскресения Христова реставрировалась в течение 14 лет мозаичистами А. Алексеевым, А. Голомазиным, В. Марковичем, В. Панькиным, Э. Самородовым и другими под руководством В. Шершнева.

 

 

В центральной части иконостаса были утрачены бронзовые эмалевые складни с рельефными изображениями святых апостолов, а также мозаики афонских святых на фланкирующих столбиках Царских врат. Само убранство Царских врат полностью отсутствовало.

 

 

У мемориальной сени отсутствовал шатер, сохранились только четыре яшмовые колонны с надкапительными столбиками и мозаиками, а также два звена ограды из родонита.

Проект воссоздания сени был выполнен в 1986 году на основе рисунка из отчета А. Парланда, детально произведенных обмеров с натуры и исторических фотографий, хранящихся в Центральном государственном архиве кинофотофонодокументов Санкт-Петербурга.

В ходе подготовки был выполнен сложнейший комплекс работ, включавший в себя реставрацию мемориальной зоны (заново были уложены плиты тротуара и камни булыжной мостовой, установлено звено ограды канала) и реконструкцию самой сени, включая макет из гипса. Сохранившиеся фрагменты сени были отреставрированы мастерами объединения «Реставратор»; утраченные звенья ограды с вазами и полусферами изготовлены заново в Екатеринбурге. Металлические конструкции шатра сени, выполненные на Балтийском судостроительном заводе, были облицованы гипсовыми деталями мастерами ТОО «КАТЭ» и расписаны под камень.

Мрамор иконостаса имел сколы по всей поверхности, натеки, пятна, местами камень вспучился и утратил полировку, мраморный пол на многих участках имел значительные разрушения, повреждена серпентинитовая облицовка стен. Восстанавливали камень бригады специалистов объединения «Реставратор» С. Радченко и А. Щербакова. Утраты у яшм и орлеца восполняли мастера ПО «Русские самоцветы» А. Кореньков, В. Юревич, Д. Горский, А. Браунов и другие.

Сохранились только отдельные части осветительной арматуры. По проекту архитектора В. Н. Вороновой и конструктора Ю. М. Тихомирова, выполненному по материалам архива кинофотодокументов, мастера объединения «Реставратор» изготовили все недостающие осветительные детали.

Более 4 кг золота потребовалось бригаде П. П. Ушакова на позолоту глав, крестов, двуглавых орлов на шатрах крылец, коньковых решеток на центральном шатре и навеса над «Распятием».

Реставрационные работы в храме Воскресения Христова продолжаются и после его открытия как музея 19 августа 1997 года.

В 2005 году мастера ЗАО РПНЦ «Специалист» установили кресты из каррарского мрамора над северной и южной частями иконостаса.

Ряд работ по воссозданию икон афонских святых и реставрации остова Царских врат в 2004–2005 годах провели специалисты ЗАО «Пикалов и сын».

Двенадцать мозаичных образов афонских святых во фланкирующих столбиках Царских Врат были отреставрированы и воссозданы в 2013 году членом Союза художников России, петербургским реставратором, художником-мозаичистом И. Ю. Лаврененко, разработавшим технологию, специальное оборудование и методики реставрации миниатюрных икон, выполненных из тянутой смальты.

Подготовительные работы по воссозданию декора Царских врат проводились с начала 90-х годов Тщательное изучение архивных фотографий позволило утверждать, что для икон и цветного орнамента была использована ювелирная эмаль. Для работы с эмалями была приглашена художник по эмали, член Союза художников России Л. А. Соломникова. Палитра эмалей, составляющая около 250 цветов, собиралась в течение 8 лет. Металлические части убранства выполнялись под руководством реставратора, художника по металлу В. Ю. Никольского. Работы завершили в 2012 году.

Проводятся работы по воссозданию крестов центральной части иконостаса. Для этого Фонд Академии художеств составил рабочий проект крестов.

Специалисты ООО «Возрождение Петербурга» выполнили значительную часть работ в Спасе на Крови. Среди них реставрация мозаики «Христос во славе» на фронтоне южного фасада, реставрация кровли, керамической черепицы, центрального шатра, золочение главки и креста, а также, ряд работ по обследованию состояния фасадов и конструкций здания.

В настоящее время (2020 год) ООО «Реставрационные мастерские» проводит масштабные работы на фасадах центрального шатра.

Государственный музей «Исаакиевский собор», в состав которого входит Спас на Крови, обеспечивает проведение научно-исследовательских, изыскательских, проектных и производственных работ высококвалифицированными специалистами.

Практически непрерывная реставрация направлена на обеспечение сохранности храма Воскресения Христова (Спаса на Крови) как объекта культурного наследия, обладающего исторической, архитектурной, художественной и мемориальной ценностью.