Diğer yandan katedral, restorasyon çalışmaları sırasında ziyarete kapalı olsa da Paris'e gelen turistler, yapının dış cephesinin fotoğraflarını çekebildi. Ayrıca yangın sonrasında tarihi yapıyı konu alan fotoğraf, kartpostal ve hediyeliklerde satış artışı yaşandı.

Katedrali eski haline getirmek için yapılan çalışmalar iki ayrı süreçten geçti. İlk olarak Nisan 2019-Eylül 2021 tarihlerinde yapıtın zarar gören kısımlarını kuvvetlendirme çalışmaları yapıldı, ardından Kasım 2024'e kadar restorasyon çalışmaları yürütüldü. Yangın nedeniyle ortaya çıkan kurşun, bina içindeki güvenlik tehlikesi ve ardından Covid-19 salgını gibi nedenlerle 2021'e kadar katedralde tam anlamıyla restorasyon aşamasına geçilemedi. Katedraldeki çalışmalar, salgın nedeniyle ayrıca Mart-Haziran 2020 arasında durduruldu.

İlk etapta, ibadethanenin hasar alan bölümlerinin yıkılmasını engellemek için önlemler alındı. Akabinde katedralde bulunan eşyaların envanteri çıkarıldı ve yangında hasar gören kule iskelesi söküldü. Kulenin 300 ton ağırlığındaki eski iskelesini bile toplamak 1 yılı aşkın zaman aldı. Ayrıca, Mart 2020-Haziran 2021 tarihlerinde yapılan araştırmalar sonucu, katedralin aslına uygun şekilde restore edilmesi, elektrik teçhizatının tamamının yenilenmesi ve yapıtı yangınlardan korumak adına en yenilikçi teknolojilere başvurulması kararlaştırıldı.

250 farklı firma bünyesindeki 2 binden fazla işçinin çalıştığı devasa restorasyonda, ülkenin dört bir yanından getirilen, 2 binden fazla meşe ağacı kullanıldı. Hasar gören veya yıkılan duvar ve tonozları yeniden inşa etmek için 1000 metreküp taş kullanılırken 2 bin heykel ve dekoratif eser restore edildi veya yenisi yapıldı. Yangından etkilenen çok sayıda tablo katedralin dışında restore edilirken zarar gören kule yeniden inşa edildi. Bu arada kulenin yeniden inşası için 100 metrekarelik alanda 2022'de yapılan kazılar sırasında 14'üncü yüzyıldan kalma iyi korunmuş kurşun bir lahit bulundu.