В 2001 году начался очередной этап реставрации Покровского собора. Ремонтно-
восстановительные работы сопровождаются целым комплексом научных исследований
памятника и прилегающей территории. В начале 2010 года был определен двухгодичный
план реставрационных работ к юбилею памятника.
В 2010 году сотрудники «Спецпроектреставрации», МНРХУ, ООО «Альтернативные
технологии строительства» выполнили большой объем работ:
Восстановлены росписи сводов северного крыльца собора. Во время реставрации
1950-х гг. своды, ввиду плохого состояния росписи, были покрыты слоями обмазки и
окрашены в цвет, который имитировал старую штукатурку. Реставраторы обнаружили
остатки самого раннего слоя темперной росписи, вероятно, начала XVIII в.

Путем кропотливых расчисток и докомпоновок удалось воссоздать композицию, не
имеющую аналогов в сохранившейся к настоящему времени стенописи собора: на
небесно-голубом фоне разбросаны золотые розетки, состоящие из кругов и овалов.
В качестве единственной аналогии декоративного решения пространства можно
рассматривать украшение розетками из полихромных изразцов наружных граней шатра
центральной Покровской церкви.
Начата реставрация перекрытия западной внутренней галереи. Этот сложный участок
оставался закрытым от посетителей строительными лесами в течение длительного
времени. Плоское перекрытие галереи уникально не только для собора, но и для
древнерусской строительной практики в целом. В отличие от остальных арочных
сводов галереи, этот участок перекрытия практически плоский и выложен из
маломерного кирпича кессонами, обрамленными выступающими кирпичами большего
размера. Как и стены западной галереи, перекрытие расписано «под кирпич».
Отреставрирован кирпичный пол центральной церкви Покрова Богородицы. Последняя
реставрация пола осуществлялась в 1960-е гг. За истекшее время кирпич на многих
участках истерся и осел. Реставраторы максимально сохранили участки старой кладки
и полностью восстановили поврежденные участки.
Большое внимание уделялось точному соблюдению рисунка пола, который был выложен в «шашку» из маломерного кирпича, поставленного на ребро.
Начата работа по восстановлению росписей внутренней галереи и площадок собора.
За долгие годы активного посещения собора сильно пострадали участки галереи
с темперной росписью конца XVII в.
На стенах наблюдались сколы, трещины, потертости и общее загрязнение. Выработав методику восстановления росписи,
реставраторы поновили стены северо-западной площадки внутренней галереи.
Восстановлены росписи в куполе церкви Василия Блаженного. Из-за
неудовлетворительного состояния окон барабана масляная живопись начала XX века
в последние годы сильно пострадала. В 2010 г. произведена замена окон и полностью
восстановлена живопись в барабане.

Комплексные ремонтно-восстановительные работы проведены на обеих ярусах колокольни. Длительное время в этих помещениях осуществлялся лишь косметический ремонт. Был укреплен фундамент колокольни, заделаны трещины в кирпичных стенах,
осуществлена побелка стен, установлены новые оконные заполнения и двери.