Nella primavera del 1999 sono stati eseguiti sondaggi e verifiche delle strutture lignee portanti di copertura della Sala Rossa: il risultato delle indagini ha posto in evidenza un preoccupante quadro di dissesto statico-strutturale riconducibile a fenomeni di degrado del materiale. In particolare, l'intero impalcato, composto da sei travi principali di rovere, appariva soggetto a preoccupanti cedimenti e fessurazioni.
Gli abbassamenti lamentati coinvolgevano l'artistico cassettonato vincolato per mezzo di chiodature alla struttura sovrastante, provocando il distacco e la caduta dei fregi di legno, intagliato e dorato, visibili dalla Sala. Era necessario a questo punto un intervento radicale ed urgente di restauro strutturale e conservativo.

Nell'estate seguente sono iniziati i lavori, suddivisi in: impianto elettrico, impianto di termoventilazione, impianto di rilevazione incendio, opere murarie per il recupero delle strutture e di restauro della parte decorata del cassettonato, della grande tela a soffitto e delle tappezzerie in seta. Operando in ambiente di particolare valore artistico e storico, la prima fase dei lavori è consistita in un'accurata protezione degli arredi e degli elementi decorativi presenti nella Sala: scranni, porte e sopraporte, dipinti, lampadari e pavimento in tavolato di legno. Si è poi passati alla costruzione di ponteggi di servizio: due esterni (nel cortile della Griotta, all'interno del Palazzo, e sulla Piazza Palazzo di Città) ed uno interno avente la funzione di puntellamento e protezione. A questo punto, scartata la possibilità di sostituire le travi portanti esistenti che non garantivano più la capacità portante con nuove, a causa della difficoltà di movimentare in spazi ristretti travi di notevole lunghezza (oltre 11 metri), è stato deciso di intervenire direttamente sulle travi degradate con interventi di risanamento e rinforzo.

Dopo un accurato controllo dello stato delle strutture, mediante indagini visive e strumentali attraverso prove resistografiche, si è stilata una mappatura delle parti più degradate sulle quali intervenire. È stata pertanto eseguita un'accurata pulizia e rimozione del legno intaccato fino a raggiungere la tessitura del legno sano, e dopo l'inserimento di ferri d'acciaio sono state ricostruire con resine epossidiche le parti in legno in precedenza asportate.

In seguito sono state compiute piccole perforazioni a distanza stabilita, attraverso le quali è stata iniettata la resina nelle cavità interne alla trave. Lo stesso materiale è stato iniettato nelle diffuse fessurazioni longitudinali. Le travi così rigenerate sono state inoltre rinforzate staticamente per mezzo di piastre d'acciaio (spessore cm 1) e di una doppia trave di legno di larice. Terminate le opere di risanamento e di rinforzo strutturale delle travi, prima della posa della pavimentazione si è provveduto al controllo dei collegamenti metallici fra le travi ed il cassettonato, migliorati per mezzo di nuovi tenditori in cavo d'acciaio inox registrabili.

Dopo la posa di nuovi travetti secondari, è stato posto il piano di calpestio, realizzato con pannelli doppi di lamiera con interposto coibente con funzione di migliorare il comfort acustico e termico della Sala sottostante.