К концу 1970-х годов корпус «Авроры» пришёл в аварийное состояние. Межведомственная комиссия, созванная Главкомом ВМФ осенью 1980 года, после полугодовой работы представила заключение по техническому состоянию корпуса и предложила три способа обеспечения плавучести крейсера. После двухлетних исследований были отвергнуты все три варианта: решили провести восстановительный ремонт с заменой повреждённых элементов корпусных конструкций. Проектировщиком назначили Северное проектно-конструкторское бюро, исполнителем стал Судостроительный завод имени А. А. Жданова[239]. Несмотря на протесты со стороны историков флота[240], стремившихся сохранить уникальный памятник техники и истории, инженеры приняли решение о полной замене подводной части с применением современных технологий.
18 августа 1984 года «Аврора» была кормой вперёд подведена к стенке завода. В следующем году корпус ввели в док, где была отделена практически вся подводная часть корпуса. В конце лета в заново отстроенное днище загрузили отремонтированное оборудование и начали монтаж броневой палубы. Котлы Бельвиля-Долголенко заменили макетами, машину удалось сохранить[241]. Часть не понадобившейся брони пошла на изготовление памятных поделок и сувениров. После достройки в эллинге к апрелю 1987 года на крейсер приварили оконечности с бронзовыми штевнями, на которые прикрепили куски подлинного корпуса; кроме того, установили надстройки, трубы и мачты. Затем была начата реконструкция помещений, которые старались восстановить в первозданном виде[241].
К августу 1987 года «реставрация» «Авроры», стоившая примерно 35 миллионов рублей, была окончена[242]. Существуют разные оценки проведённых работ: новая подводная часть, швы электросварки и применение современных технологий дали повод говорить о превращении «Авроры» в новодел[242]. Наиболее заметные внешние отличия от облика крейсера на 1917 год заключаются в «сухопутных» щитах орудий главного калибра, иных якорных клюзах и множестве мелких деталей (таких как, например, неточность реконструкции буксируемого спасательного буя и отсутствие мусорных шпигатов на батарейной палубе). На прежнем месте вечной стоянки (у Петровской набережной) «Аврору» привязали к берегу металлическими штангами-помочами и соединили с городскими коммуникациями.