Изучение и реставрация памятников архитектурного ансамбля лавры возобновились в конце 30-х годов и связаны с новыми именами. Известный археолог, архитектор и реставратор П.Д.Барановский (1892—1984 гг.) был подлинным подвижником и человеком энциклопедических знаний. Благодаря ему уцелел от сноса в 1933 г. собор Василия Блаженного, по его обмерам и чертежам восстановлен в 1993г. Казанский собор на Красной площади. В 1937 г. П.Д.Барановский обследовал верх Духовской церкви и, разобрав часть свода на ее чердаке, обнаружил остатки звонницы, служившей в древности монастырю и дозорной башней. Это открытие П.Д.Барановского было использовано при реставрации церкви в 60-е годы. По его чертежам О.П.Барановской была создана модель храма со звонницей, выявившая изначальную красоту памятника.

П.Д. Барановским были также отреставрированы три окна первого этажа южной больничной палаты, средняя южная закомара церкви Зосимы и Савватия, восстановлены зубцы и машикули западной крепостной стены на прясле между Келарской и Плотничьей башнями. В 1928 г. Управление по делам искусств Мособлисполкома поручило архитектору И.В.Трофимову обследовать состояние архитектурных памятников Троице-Сергиевой лавры. Дефектные акты свидетельствовали о неотложности реставрационно-восстановительных работ. И.В.Трофимовым был составлен Генеральный план работ на 1939—1943гг. с пояснительной запиской и сметой на 15 объектов. В основу Генерального плана реставрации лавры легла идея ансамбля. План предусматривал, во-первых, работы, носившие характер восстановительный или инженерно-профилактический, они имели целью укрепление отдельных частей сооружений во избежание аварий и, во-вторых, в строгом смысле реставрационные.

Большое значение имело установление очередности объектов, подлежащих реставрации; прежде всего учитывались историко-художественная значимость памятников и аварийность их состояния. На основании заключения И.В.Трофимова о состоянии памятников лавры и разработанного им Генерального плана работ на 1939—1943гг. 1 февраля 1940 г. было издано постановление Совнаркома, согласно которому весь комплекс памятников лавры в черте крепостных стен объявлялся музеем-заповедником. Вокруг наружной линии древней крепости определялась 30- метровая охранная (запретная для строительства) зона. Для обеспечения запланированных работ государственному музею-заповеднику правительством выделялась огромная по тем временам сумма — 6 000 000 руб. При музее был организован специальный строительный участок для проведения реставрационно-восстановительных работ. Уже тогда в процессе всестороннего изучения памятников определились центральные объекты реставрации: крепостные стены и башни, Больничные палаты с церковью Зосимы и Савватия Соловецких, Духовская церковь, гульбище Трапезной, Чертоги.