2008年，经历汶川地震后，大足石刻千手观音造像保存状况恶化加剧。根据国家文物局《关于大足石刻千手观音造像抢救性保护工程立项的批复》，受大足石刻研究院委托，中国文化遗产研究院主持施工，敦煌研究院、洛阳古代艺术博物馆、清华大学环境学院、北京大学、北京建筑大学、河海大学、中国地质大学（武汉）、江苏省宜兴市金陵文物保护研究所等多家科研机构、高校合作开展了针对重庆大足宝顶山石刻第8龛千手千眼观音造像进行的保护修复实践。

整个工程分为前期勘察、方案设计、实施修复三个阶段。2008～2009年，前期研究内容涉及保护历史、价值分析、工艺研究、病害调研、形式分析、环境监测、地质勘探，等等多项内容。同时开展了修复材料的试验，并启动了千手观音修复效果及本体稳定性跟踪监测工作。通过本体分区考察，明确了千手观音的手和手臂数量830只，法器数量272件；造像存在病害类型共34种，其中石质本体病害9种，金箔层病害11种，彩绘病害14种。2010～2011年，开展千手观音修复试验。2013年进行了样块和本体的中期试验，进而对方案做出调整。经过前期、中期的修复材料和工艺试验，最终修复方案由回贴旧金箔改为使用传统髹漆贴金工艺和同尺寸新金箔进行表面贴金层修复。2015年5月，千手观音造像保护修复工程通过国家文物局验收，同年6月对公众开放。工程共完成千手观音造像830只手及手臂和272件法器的修复，修复面积达222.15平方米，使用金箔超过100万张。

千手观音造像修复涉及石刻雕凿工艺、髹漆工艺、贴金工艺和彩绘工艺等多个层面，病害情况复杂，从表层贴金层和彩绘层到石质胎体部分存在病害种类三十多种。大足石刻千手观音造像抢救性保护修复工程的突出特点表现在：①研究与修复并行，在实施中坚持一边研究、一边修复，将“思”与“行”紧密结合。前期调查研究中，多家文博单位、大专院校、多学科联合攻关；四年的工程实践始终坚持修复、研究、实践相结合。同时，工程结合文物本体的病害和工艺特点，灵活应用现代文物保护理念解决实际保护难题。②传统修复技艺与现代科学手段相结合：该工程注重传统修复技艺的应用，发掘和整理了我国传统髹漆、贴金技艺，延续了濒危非物质文化遗产的历史寿命。另一方面工程中也关注于现代科学手段的创新应用，借助“X光”探伤技术研究分析雕刻岩体结构的稳定性；利用红外热成像、回弹仪岩体硬度检测、电导率脱盐效果检测等无损科学检测手段指导、检查修复工程质量；利用数字技术三维激光扫描、近景摄影详细留取资料；通过3D打印及虚拟修复技术应用为修复实践提供科技支撑；利用紫外、红外、高光谱现场无损检测分析，彩绘颜料、胶结物、纹饰机理指导彩绘修复效果等等。③建立了严格的监督体系和公众互动关系，并采用数据库系统，对丰富的修复工程资料进行了收集、归纳、整理，便于公众和专业学者进行查询。项目除完成本体修复外，还对修复后的监测和维护方法提出相关建议，如修缮大悲阁，建立立体常态化微环境监测体系，使用流场效应预警机制进行文物的预防性保护等等。

千手观音造像修复工程是现代文物保护原则在具体保护修复工作中实践的认识、思考；也是对现代科学技术、材料在保护工作中的科学运用的重要实践。作为我国石刻造像保护修复的重要实践，大足石刻千手观音造像抢救性保护修复工程为今后同类型文物的修复工作提供了重要经验。2017年4月，重庆大足石刻千手观音造像抢救性保护修复工程被评为“第三届全国优秀文物维修工程”。