En juin 1993, pendant l'exposition Design, miroir du siècle, un rivet de la charpente métallique tombe aux pieds d'un visiteur, sur une tabatière de Jean-Paul Gaultier. En urgence, des filets sont tendus sous la verrière mais par mesure de sécurité, la fermeture de la Nef est décidée au mois de novembre.

Avant la date fatidique de 1993, l'édifice avait déjà montré des signes de dégradation. D'importants travaux de consolidation avaient été réalisés de 1940 à 1943 mais à cause de l'abaissement de la nappe phréatique de Paris, les fondations restaient dans un état alarmant. À la Libération, les flammes d'un incendie avaient détruit des combles métalliques et tordu des poteaux de la Nef.

En 2000, après des études techniques, la décision de commencer des travaux est prise. La classification du Grand Palais comme monument historique, au mois de novembre, permet à l'État de financer un vaste projet de restructuration de la Nef, sous la conduite de l'ÉMOC (Établissement public de maîtrise d'ouvrage des travaux culturels), mandataire de la maîtrise d'ouvrage. Les travaux sont lancés sous la direction d'Alain-Charles Perrot, architecte en chef des monuments historiques, et de Jean-Loup Roubert, architecte-conservateur du Grand Palais. Le chantier se déroule en deux phases :
-    De 2001 à 2004 : confortation des fondations, réparation de la charpente métallique de la Nef et des verrières, réparation de la toiture, restauration des quadriges de Récipon.
-    De 2005 à 2008 : restauration des façades.