Реставрация Оружейной палаты началась в 2003 году с ее фасадов. Была проведена реставрация фрагментов белокаменного декора, карнизов и некоторых резных колонн. Были заменены медные покрытия карнизов, подоконных сливов и капителей колонн. На карнизе под аттиком была отреставрирована историческая кованая конструкция, к которой крепилось медное покрытие.
Для более эффективной защиты фасадов от намокания был увеличен уклон всех карнизных покрытий, а на свесе основной кровли дополнительно уложены новые оцинкованные листы с капельником. Были расчищены от старых покрасок и отреставрированы металлические оконные решетки.
Во время проведения реставрационных работ на стенах и белокаменных деталях дворового фасада палаты под несколькими слоями современной покраски были обнаружены покраски красно - морковного и бордово - коричневого цветов, которые датируются исследователями второй половиной ХIХ века. Было решено оставить эти участки в виде зондажей, демонстрирующих строительную историю памятника.
В 2007 году в интерьере Оружейной палаты проведены консервационные работы по укреплению элементов ограждения парадной лестницы с предварительной полной разборкой балясника и поручней. В 2009 году в парадном вестибюле палаты была выполнена шлифовка, заделка швов и полировка пола из мраморных плит, реставрация столярных дверных и оконных блоков и частичная покраска стен. Реставрация всех дверных и нескольких оконных блоков осуществлена в административном корпусе музея.
На фотографии: Юго-восточный фасад Оружейной палаты после реставрации фрагментов белокаменного декора, карнизов и некоторых резных колонн.