В рамках комплексной программы реставрации Петропавловского собора с 2010 года пол собора был вымощен путиловской плитой, полностью выполнена реставрация деревянного золоченого иконостаса, созданного в 1722-1727 годах по эскизу итальянского архитектора Доменико Трезини русским зодчим и художником Иваном Зарудным. Также была выполнена реставрация внутреннего пространства надалтарного купола и установка в барабане 16 отреставрированных живописных полотен.
Полная реставрация собора не проводилась 25 лет. В 2012-2013 годах в рамках программы была проведена реставрация Царских комнат, расположенных в галерее, соединяющей Петропавловский собор и великокняжескую усыпальницу. Для посетителей Царские комнаты откроются 13 июля 2013 года.