白鹤梁题刻原址保护工程是三峡文物保护三大重点工程之一，也是目前世界上唯一的水下原址保护工程。白鹤梁梁脊标高140米，三峡水库蓄水后，白鹤梁水文题刻将长期淹没于水中。依据原址保护、原环境保护、完整性保护原则，1996年三峡工程库区文物保护规划组将白鹤梁题刻确定为重点保护项目，实行单项规划，专题论证。白鹤梁题刻保护工程总体可分为本体保护和原址展示两部分。

本体保护又分为梁体加固和表层加固两个子项。梁体加固由建设部综合勘察设计研究院（今建设综合勘察设计研究院）设计，2002年重庆市文化局组织实施，主要采用了锚杆支护、砌筑支护、裂隙灌浆及抗滑桩支护四种技术措施；表层加固由中国文物研究所（今中国文化遗产研究院）设计并在2001～2002年实施，主要采用了微锚加固、渗透加固、注射黏结三种技术措施。

2002年10月，确定了由中国工程院葛修润院士提出的“无压容器”的水下原址保护设计方案。2003年，国家文物局批准了由长江勘测规划设计有限责任公司、中船重工七一九研究所共同编制的《涪陵白鹤梁水文题刻原址水下保护工程初步设计方案》。2003年2月，重庆白鹤梁水下博物馆工程正式开工，工程由水下保护体、交通及参观廊道、地面陈列馆三部分组成。整个工程等级为一级，耐久年限为100年。项目由重庆市峡江文物工程有限责任公司组织实施；青岛海防筑港工程北海总队、中铁大桥局一分公司、成都化工压力容器厂、江苏蓝天水净化设备有限公司、上海交大海科集团等九家单位参与施工。工程于2002年8月启动，2009年5月竣工，2011年7月27日，通过国家文物局组织的专家验收。

白鹤梁题刻原址保护工程的实施，保持了白鹤梁水文题刻及其环境的真实性和完整性，实现了观众能在水环境下参观的目标。设计中，采用了“无压容器”水下构筑物方案，解决了由于水压问题而导致水下岩体失稳的难题，是目前水下文物保护中涉及技术领域最多、难度最大的保护工程，也是世界上在水深40余米处建设水下保护性设施的首次尝试。2010年11月，获“2009年度文物保护科学与技术创新一等奖”。