Le Département fournit d’une part son expertise scientifique et mène sa mission de supervision dans les zones extra-muséales indiquées dans la section dite Fonctions et compétences (dont les Basiliques Papales et les Palais apostoliques du Vatican et du Latran). Il dirige d’autre part la restauration des peintures amovibles et exerce son contrôle sur des chantiers de restauration de sa compétence, en  dirigeant des interventions de récupération et de conservation d’ensembles picturaux ou architecturaux particulièrement importants et connus sur le plan médiatique, comme celui de la Chapelle Sixtine (mené de 1980 à 1999), de la Chapelle Nicoline (1995-96), de la Chapelle Pauline (2002-09), de la Galerie des Cartes géographiques (2012-2016), sans parler des Chambres de Raphaël (commencé en 1982) ou de l’Appartement Borgia (commencé en 2006), chantiers qui se sont poursuivis l’un et l’autre pendant des années pour arriver désormais (novembre 2020) aux touches finales.

Confié aux Pères passionnistes, le complexe de la Scala Santa (incluant l’atrium, les chapelles et les escaliers proprement dits) a connu d’importants travaux de récupération, qui ont eu un large écho ; ce chantier, qui a débuté en 2002 pour prendre fin en 2020, a été mené à bien par de la main-d’œuvre externe sous la direction conjointe tant du personnel scientifique et de laboratoire des Musées que de celui de l’ancien Oratoire de Saint-Laurent-in-Palatio (Santa Sanctorum Lateranense). La remise en état des mosaïques, des peintures médiévales et des restes de décoration du XVIe siècle a eu lieu dans les mêmes conditions, toujours grâce à une firme externe (1992-1994).
S’ajoute à ceci la restauration, dans la Basilique Sainte-Marie-Majeure, de la célèbre icône « de saint Luc » (Salus Populi Romani) ; particulièrement ancienne et précieuse, celle-ci a été libérée des surpeints d’époques postérieures, tandis que les récentes interventions de sécurité et de mise en valeur (2017) ont permis de la rendre visible à nouveau à la dévotion.

Parmi les derniers projets (novembre 2020) de compétence du Département, citons celui de la Cour de la Pigne, dessinée par Bramante (chantier commencé en 2014), de la Salle de Constantin (commencé en 2015) et de la Salle Ducale (commencé en 2018), trois chantiers menés en collaboration avec des institutions muséales et extra-muséales institutionnelles (le Cabinet de Recherches scientifiques appliquées aux Biens culturels – Musées du Vatican ; Laboratoire de restauration des peintures et des matériaux en bois – Musées du Vatican ; Surintendance pour les Biens architecturaux – Musées du Vatican ; Direction des Infrastructures et des Services – Gouvernorat S.C.V.) et encore en cours.

Dernièrement, ont été mis en place, avec la collaboration technique du Bureau du Conservateur, les nouveaux systèmes d’éclairage et de conditionnement de la Chapelle Sixtine (2014). Des installations semblables ont été placées dans les Chambres de Raphaël (2017) et dans la Salle VIII (ce qu’on appelle la Salle de Raphaël) de la Pinacothèque (2020), de façon à doter les salles les plus riches de conditions de visite meilleures et plus performantes.