Restaurarea obiectelor de muzeu este organizată pe cinci ateliere  ( metale,  textile, ceramică, piele şi hîrtie, documente, carte veche) şi se desfăşoară pe pe baza principiilor şi normelor specifice aprobate de Ministerul Culturii. Rezultatele muncii se regăsesc în obiectele din sălile expoziţiei permanente, cît şi în depozitele de colecţii.
                       
Atelierul restaurare metale este încadrat cu doi restauratori experţi şi acoperă înteaga gamă de nevoi de restaurare metale din toate colecţiile muzeului. Reprezentative sunt lucrările din sălile de expoziţie permanentă - arme albe si de foc, istorie contemporană, istorie străveche, parcul de tehnică, precum şi obiectele din depozitele colecţiilor.

 

 Atelierul restaurare textile este încadrat cu trei restauratori, din care doi  experţi  şi gestionează procesele de restaurare a tuturor obiectelor pe suport textil din colecţiile muzeului. În acest atelier au fost restaurate numeroase obiecte aflate în expunere, precum şi în colecţiile de uniforme româneşti şi străine, drapele, harnaşamente, ordine şi medalii.

 

Atelierul restaurare ceramică este încadrat cu un restaurator expert şi acoperă nevoile de restaurare a obiectelor din ceramică, ipsos, piatră, silex din colecţiile arheologie, machete şi sculpturi. Acest atelier a asigurat restaurarea a numeroase lucrări aflate expoziţia permanentă de istorie veche şi în depozitele de colecţii.

 

Atelierul restaurare piele este încadrat cu un restaurator expert şi asigură nevoile de restaurare a obiectelor din piele din colecţiile harnaşamente, uniforme, drapele, armament. În acest atelier s-a efectuat restaurarea obiecte expuse în Expoziţia de trăsuri, harnaşamente şi accesorii de călărie, precum şi obiectele din piele în expunere şi depozite.

 

Atelierul restaurare hîrtie, documente, carte veche este încadrat cu un restaurator expert şi acoperă nevoile de restaurare a fondului documentar pe suport hîrtie şi pergament. Reprezentative sunt lucrările de restaurare  carte veche şi documente din colecţiile muzeului.