Na kompletním restaurátorském průzkumu, který probíhal v letech 2000 - 2003, se podílela řada odborníků ze specializovaných pracovišť. Na základě řady průzkumů tak mohl být vypracován nejvhodnější detailní postup restaurátorských prací.
Práce probíhaly na exteriéru, ale zejména v interiérech dolní a horní kaple. K náročným částem zásahu restaurátorů z GEMA ART GROUP a.s. Vzhledem k mimořádné hodnotě románské kaple pracím předcházely rozsáhlé průzkumy, na nichž spolupracovala řada odborníků mnoha oborů.
Odrazovým můstkem byl archeologický výzkum provedený chebským muzeem pod vedením PhDr. Petra Šebesty, který probíhal v letech 1997 - 1998, navazující archeologické průzkumy z roku 2000 byly zaměřeny na kapli sv. K důležitým částem patřil rozsáhlý petrografický průzkum stavebního kamene a omítek, dále výzkum silikátové analýzy historických omítek, měření salinity kamene či mikroskopický průzkum vzorků fragmentů původní barevnosti.
Díky odbornému zhodnocení, byla zjištěna původní složení historických malt. Na základě těchto vědomostí restaurátoři volili nejvhodnější materiál, který splňoval vysoké nároky na kvalitu sanačních směsí. Pro vhodně zvolený způsob konzervace kamene, bylo stanovení salinity nevyhnutelné. Koncentrace trojice sledovaných solí (síranů/chloridů/dusičnanů) nebyla příliš ohrožující.
Představu o původním barevném vzhledu kaple lze zjistit díky mikroskopickému průzkumu původní barevnosti. Problémy byly spojeny s vysokou vlhkostí v prostorách dolní kaple. Nejprve bylo nutné sejmout novodobé a nevhodné omítky, které byly narušeny vzlínající vlhkostí. Důležitým úsekem prací byla konzervace původních omítek.
Omítky byly zpevňovány elastifikovanými organokřemičitými konsolidanty. Pro konsolidaci hrubozrnné historické malty se užilo roztoku koloidní kyseliny křemičité, která se vyznačuje vysokou odolností vůči okolnímu prostředí. Silně narušené fragmenty zdiva byly navíc injektovány minerální směsí s vápenným pojivem.
Hlavním problémem při záchraně stropu byla rozsáhlá statická trhlina, která byla zajišťována již v minulosti, opět se však výrazněji projevila. Prasklina byla nejzřetelnější v severozápadním rohu u schodiště do horního patra. Během průzkumů byly na stropě v přízemní kapli objeveny cenné fragmenty historické malty se stopami původního bednění (šalování).
V případě silně narušených míst byla jako první provedena prekonsolidace organokřemičitými konsolidanty, až poté následovalo očištění povrchu od prachových depozitů. Volba vhodného způsobu čištění byla předem důkladně zvážena a vyzkoušena, aby nedošlo k narušení kamene. Po vyhodnocení restaurátoři zvolili regulovanou vodní páru a mechanické dočišťování. V případě figurální výzdoby se užilo teplé vody s vhodnými detergenty.
Následovala injektáž trhlin a další konzervace narušených částí. Plastické retuše a výplně prasklin byly eliminovány minerální směsí, které byly dobarvovány oxidy železa. Plastické retuše byly minimalizovány, a to pouze na okno ve východním průčelí, chybějící části zde byly doplněny materiálem na minerální bázi.
Podlaha v hlavních prostorách dolní kaple byla tvořena kamennými deskami, které byly v rámci prací demontovány. Po odstranění zásypu byla objevena původní topinková dlažba z pálené hlíny. Historická dlažba byla vyčištěna, prekonsolidována organikřemičitou pryskyřicí. Po ukončení restaurátorského zásahu, odborníci zásadně nedoporučili užívat takto starou dlažbu jako pochozí komunikaci. Navzdory kvalitně odvedené restaurátorské práce by dlažba nesnesla častou frekvenci návštěvníků v kapli.
Statické zajištění tak zahrnovalo zejména zabezpečení stavby příčnými táhly umístěnými pod úroveň restaurované dlažby. Restaurátorský zásah byl zacílen na odstranění nevhodné novodobé omítky, tzv. krůpějové. Krůpějová omítka se většinou užívala k docílení kontrastu společně s hlazenou omítkou.
Problematiku vysokého zavlhčení zdiva bylo nutné vhodně řešit. Proběhnuvší výzkumy zjistily, že zvýšená vlhkost je způsobena dvojicí faktorů. Jedná se o vzlínající vlhkost a o vlhkost kondenzační. Vlhkost vedla k degradaci omítek i maltové hmoty základového zdiva, proto bylo nutné vypracovat projekt na stavební úpravy pro zajištění optimálního řešení klimatu v dolní části kaple.
