A nagyfokú korrózió miatt a vágánycsarnok tetőszerkezetének műszaki állapota az 1990-es évek elejére kritikussá vált. A szerkezet felújításának előkészítése 1995-ben kezdődött. A kivitelezési munkák megkezdése után, 1997. január 6-án az acélszerkezet egyik vonórúdja elszakadt, az életveszély mielőbbi elhárítása érdekében az épület tulajdonosi jogait gyakorló Közlekedési, Hírközlési és Vízügyi Minisztérium ekkor elrendelte a tetőszerkezet teljes cseréjét. Az egész vágánycsarnokot érintő rekonstrukció terveit Mátéffy György építész vezetőtervező irányításával készítették, az új tetőszerkezetet Steinhausz Tibor építész- és statikus mérnök tervezte. A kivitelezők a tetőszerkezet cseréjét az utas- és vonatforgalom fenntartása mellett végezték, az eredeti megoldáshoz hasonló gördülő állványt használva. Az új tetőszerkezet az eredeti parabolaív megtartásával, de a gerinclemezes tartók helyett rácsos tartókkal készült. Az üveg felülvilágítók helyett pedig polikarbonátfedést alkalmaztak (3. ábra).

A rekonstrukció első üteme kiterjedt a hosszfalak felújítására, a pinceszint eredeti szellőztető rendszerének helyreállítására, a nyílászárók restaurálására, a homlokzati üvegfalak hibáinak kijavítására, a komplex korrózióvédelemre, valamint a csarnokvilágítás és az utastájékoztató rendszer cseréjére. A beruházás része volt a Baross téri homlokzat részleges felújítása, a Közlekedés allegóriája című szoborcsoport, valamint James Watt és George Stephenson egész alakos szobrának restaurálása, illetve a négy allegorikus szobor hasonmás szobrokkal való pótlása. A homlokzati üvegfal felújítása során az 1965-ben felszerelt óra helyére a felújított eredeti szerkezet került (4. ábra). A vágánycsarnok rekonstrukciója 1998 decemberében fejeződött be.

A MÁV a beruházás második ütemében tervezte az oldalszárnyak felújítását, illetve a létesítmény teljes funkcionális modernizálását. A műemlék felvételi épület megújításához szükséges engedélyezési tervek alapján az ügyben I. fokú építési hatóságként eljáró Kulturális Örökség­védelmi Hivatal 2001-ben adott engedélyt a rekonstrukció folytatására.

Az épület tervezett rehabilitációja a 2002-es kormányváltás után ellehetetlenült. Csak a pályaudvar működésének fenntartása érdekében elengedhetetlen munkákat végezték el, azaz – a 2008-ban Railjet váróként kialakított váróterem kivételével – az életveszélyt okozó szerkezetromlások által érintett épületrészek helyreállítását. 2002 és 2008 között kizárólag ilyen okból újulhatott meg az indulási és érkezési csarnok, ahol a födémcserét, illetve a megerősítést kellett elvégezni. E munkák keretében került sor a tetőszerkezet és a tetőfedés felújítására, az oldalfalak javítására, a padlóburkolatok cseréjére, az indulási csarnok faliképeinek restaurálására és a korábban elpusztult díszítőfestés helyreállítására is (5. ábra).

A tarthatatlan helyzetű nemzetközi pénztár 2011-es ideiglenes áthelyezésén kívül az utóbbi évek beruházásai a Keleti pályaudvar főépületét nem érintették. A felsorolt munkákkal nem érintett, minden tekintetben igen rossz állapotú épületrészek rekonstrukciója és a pályaudvar európai trendeknek megfelelő modernizálása azonban a további állapotromlás ellenére is várat magára.