A conservação e a restauração da Igreja Catedral exigiram um conjunto de ações complexas envolvendo obras civis e restaurações especializadas. Nesse sentido, através de um diagnóstico inicial executado por restauradores especializados da empresa Ateliê, Arte e Restauração, foi planejada a execução dos trabalhos de restauração, contemplando a Capela do Santíssimo (pintura mural do teto e as duas pinturas sobre tela) e oito nichos que integram um conjunto de pinturas murais do artista Bruno Di Giusti. O diagnóstico também registrou a criticidade no que se refere ao impacto da umidade no prédio da Igreja, gerando várias interferências e patologias em todo o acervo da Igreja. Os trabalhos iniciaram-se em outubro de 2015, na Capela do Santíssimo, com prazo de duração de aproximadamente 3 anos de trabalho. Além de supervisão técnica , e dos restauradores especializados: Hernando Freire de Almeida e Rejane Ferretto D’Azevedo, as obras também foram aprovadas pelo Conselho Municipal de Defesa do Patrimônio de Sorocaba – CMDP.
A restauração da Capela do Santíssimo compreendeu as pinturas murais : O Sacrifício de Abrão, Cordeiro Imolado e as pinturas : Discípulos de Emaús e A multiplicação dos pães e peixes, datados de 1954 As obras apresentavam várias patologias (sujidade, perdas e desprendimentos da camada pictórica,abaulamentos,bordas fragilizadas, retoques, etc) foram integralmente restauradas e concluídas em março de 2016.
A restauração da pintura mural (óelo sobre parede), de São Vicente de Paulo datada de 1949, apresentava várias patologias, entre elas se entre elas o alto grau de umidade descendente. Para a restauração foi necessário o isolamento do nicho para a segurança dos fiéis e dos restauradores .A restauração foi concluída em Dezembro de 2016.