Ogromne rozmiary obrazu (42 m2) wymogły konieczność przeprowadzenia konserwacji w miejscu, w którym obraz jest eksponowany, w specjalnie do tego celu zaadaptowanej Sali Matejkowskiej.
W połowie czerwca 2010 przystąpiono do wykonania szczegółowych badań, dzięki którym wstępnie określono stopień degradacji materiałów organicznych i stan mikrobiologiczny obrazu.
6 lipca obraz Bitwa pod Grunwaldem, którego lico wcześniej zaklejono bibułą zabezpieczającą, został zdjęty ze ściany i położony na specjalnie do tego celu zbudowanym drewnianym podeście. Następnie przystąpiono do zdemontowania ramy i usunięcia metalowego blejtramu.
22 listopada 2010 zainstalowane zostały przenośne pochłaniacze par rozpuszczalników, które umożliwiały przejście do dalszych czynności z użyciem środków chemicznych.
W długotrwałym procesie zabiegów chemicznych i mechanicznych usunięto zespolone z oryginałem masą woskowo-żywiczną płótno dublujące, które stanowiło integralną część obrazu w latach 1948-2010. Obecnie kończą się prace nad usuwaniem spoiwa dublującego i prowadzone są próby dobrania impregnatu do płótna oryginalnego. Jednocześnie trwa przygotowywanie nowego płótna dublażowego, które jest również poddawane impregnacji.
Po całkowitym usunięciu resztek masy dublującej z odwrocia obrazu, przeprowadzona zostanie ponowna reperacja uszkodzeń mechanicznych oryginalnego płótna (rozdarć i ubytków płótna) oraz jego ostateczna impregnacja.
W dalszym etapie prac obraz zostanie nałożony na nowe, metalowe, samonaprężające się krosno.
Po tych czynnościach zabiegi będą prowadzone na licu obrazu. Zostanie ono oczyszczone, a werniksy i retusze usunięte. W miejscu starych kitów pojawią się nowe. Następnie konserwatorzy ponownie dokonają retuszu ubytków warstwy malarskiej. Finalnym etapem konserwacji będzie położenie nowego werniksu.
Po raz pierwszy w historii Muzeum Narodowego w Warszawie, zwiedzający mogą obserwować działania konserwatorów przywracających świetność temu wyjątkowemu dziełu malarskiemu. Kolejne odsłony prac konserwatorskich będą miały miejsce w maju 2011.
Prace konserwatorskie finansowane są ze środków Ministerstwa Kultury i Dziedzictwa Narodowego.
Mecenasem programu konserwacji obrazu Jana Matejki Bitwa pod Grunwaldem jest PKO Bank Polski.