Helmikuussa 2005 alkaneen remontin aikana kunnostettiin muun muassa kirkon julkisivun noin 27 000 graniittista verhouskiveä, vesikatot, ikkunoiden lyijylasityöt ja portaat.
Tuomiokirkon perustukset salaojitettiin ja salien ilmastointia parannettiin. Tampereen tuomiokirkko on ollut käytössä myös korjaustöiden aikana.
Korjaustyöt maksoivat noin 7,7 miljoonaa euroa, mikä ylitti alkuperäisen arvion noin 700 000 eurolla. Ylityksen syynä olivat rakennustarvikkeiden kallistuminen ja remontin aikana vastaantulleet lisätyöt.