Restaurování vitráží je složitý proces, který se skládá z několika sousledných kroků, které je nutno dodržet. V průběhu přípravných prací je nutné vypracovat restaurátorský záměr s obsáhlou fotografickou přílohou původního stavu. Poté probíhá demontáž vitrážových plátů z ostění objektu; demontuje se s maximální opatrností, aby nedošlo k poničení či ztrátě jednotlivých střepů. Prázdné otvory zpravidla bývají zakryty dočasným bedněním, aby do objektu nepronikaly vnější vlivy. Na převoz jednotlivých plátů vitráže je zapotřebí speciální převozní box a leckdy je nutno jednotlivé střepy fixovat lepicími páskami.
Jakmile se vitráž dostane na dílnu, je opětovně focena, nyní na prosvětlovacím stole. Následně se opatrně rozebírá olověná síť (zpravidla zpuchřelá) a jednotlivé střepy se zbavují nečistot pomocí vody a čisticích prostředků. Nejsložitějším krokem celého procesu je doplnění chybějících střepů, které se zpravidla domalují podle originální předlohy, pokud existuje. Malba jednoho střepu trvá i několik výpalů, jelikož jsou střepy malovány postupně a postupně vypalovány podle toho, jaká vrstva byla nanesena. Není výjimkou, že jde střep do pece i čtyřikrát. Jakmile jsou všechny střepy doplněny, začíná práce se skládáním vitráže do nových olověných H-profilů. Posledním krokem je dotažení olova, zacínování a vyčištění celé výplně. Součástí celé zakázky je samozřejmě i montáž hotových vitráží zpět na místo, včetně zakonzervování nosných i zavětrovacích želez a začištění ostění. Většinou se jedná o práci ve vysokých výškách (6-12 metrů nad zemí).