Desde o início dos estudos, decidiu-se que a volumetria e os acabamentos externos seriam conservados. Assim, os revestimentos deteriorados foram limpos, ou removidos e reconstruídos. Da mesma maneira, foi reconstituído o anel metálico em perfil tubular que contorna externamente toda a cúpula. Conforme o projeto original, o anel foi pensado para sustentar os tirantes da marquise que protege o acesso principal e, principalmente, para criar uma linha horizontal que proporciona um maior equilíbrio visual à forma da cúpula. Ainda externamente, para proporcionar ventilação e iluminação natural em todos os ambientes situados sob a laje do mezanino, foi retirada uma parte do aterro junto às rampas de acesso, ao longo da metade posterior da edificação. Ampliado, esse espaço externo recebeu proteção de grelha metálica.

Internamente, o projeto fez várias adequações para que o prédio pudesse se adaptar aos novos programas de uso, mas sempre com a preocupação de valorizar os espaços e os elementos construtivos peculiares. Como a construção apresentava muitas infiltrações e problemas de umidade, um dos primeiros serviços foi a execução do sistema de drenagem sob o piso, além de novas instalações hidráulicas, elétricas e de ar-condicionado. Os revestimentos internos de madeira, danificados tanto pela umidade quanto pelos ataques de cupins, precisaram ser substituídos, mantendo-se, no entanto, as mesmas características formais. Para evitar a repetição do problema, os elementos de madeira receberam sustentação de perfis de aço.

A maior interferência foi no mezanino, cuja laje original, de concreto com posterior prolongamento de estrutura metálica, precisou ser demolida para a construção de uma nova, em uma cota mais alta para melhorar as condições de uso do pavimento inferior. Segundo o programa estabelecido pela prefeitura, o mezanino passou a funcionar como área de exposições e de apoio didático, ficando sob ele os serviços, áreas de administração, de tecnologia e sanitários. Com a ampliação da altura da laje, a escada monumental de acesso ao mezanino, à esquerda do hall, foi refeita, alargando-se os degraus e criando-se um patamar intermediário. Na extremidade oposta, foram implantados uma nova escada e um elevador hidráulico. Essas intervenções propiciaram um acesso melhor ao mezanino, no qual se pode circular livremente e ter uma leitura clara de todo o espaço interno, e se observar, com a retirada do forro nesse trecho, o contraste entre as duas cúpulas - a de concreto e a de madeira -, valorizadas pela iluminação cenográfica.

Para o funcionamento dos novos equipamentos de projeção de alta tecnologia, foram necessárias algumas adaptações. Assim, sob a cúpula de concreto, foi instalada uma nova tela pré-construída em chapa perfurada de alumínio estruturado, capaz de se ajustar ao raio do novo projetor Star Master ZMP, da empresa alemã Carl Zeiss-Jena. Como o raio da cúpula de concreto é de 20 m e o da cúpula de alumínio é de 18 m, foi possível criar um corredor técnico, necessário em função da maior complexidade dos novos equipamentos. O conjunto formado pela tela de alumínio, equipamentos de projeção, sonorização e acesso aos aparelhos está apoiado sobre um anel suspenso na periferia da cúpula, a uma altura de 2,40 m. Sob esse anel, fica a passarela de circulação dos espectadores, ladeada por paredes com revestimento acústico. O auditório, com 270 poltronas, foi totalmente recuperado. As áreas de circulação interna, de sanitários e de serviços de apoio têm piso de basalto de alta resistência, enquanto na sala de projeção foi aplicado piso de tábuas de peroba mica e, nos ambientes da administração, carpete.

A grande porta de entrada, de alumínio e vidro, foi refeita seguindo o padrão original. O projeto recuperou, também, a Rosa dos Ventos, com o mesmo desenho e no mesmo local, só que agora em granito. O projeto de arquitetura foi complementado pelo de luminotécnica, que privilegiou uma iluminação sutil, por reflexão, sem incidência de luz sobre os espectadores, e pelo de paisagismo, que procurou não interferir no desenho original das circulações, caminhos e canteiros, limitando sua interferência à limpeza visual.