Il personale del Laboratorio è impegnato, in primis, in tutte le mansioni direttamente correlate alla manutenzione delle opere presenti nei Musei Vaticani: movimentazioni, pronti interventi, monitoraggio delle opere, preparazione delle operazioni necessarie al prestito delle sculture per mostre esterne, accompagnamento delle opere in prestito, assistenza per interventi su contesti che potrebbero rappresentare un rischio per le opere ivi presenti.
Dato che alcune opere da trattare non sono trasportabili o la loro movimentazione potrebbe comportare dei rischi, l’attività di restauro non si limita ai lavori svolti all’interno del Laboratorio, ma si estende ai cantieri allestiti direttamente nelle Gallerie dei Musei: ne rappresentano un esempio il restauro della Biga o il restauro del Sarcofago dei due fratelli.
Tra le attività va annoverata anche la supervisione tecnica di interventi sul materiale lapideo in cantieri di scavo  archeologico, come quelli della Necropoli della Via Triumphalis e della Basilica di San Paolo.
Compito del Laboratorio è anche quello di sovrintendere ai lavori di restauro eseguiti da professionisti esterni, sia nei Musei sia sull’intero territorio della Città del Vaticano. Può trattarsi di lavori importanti e impegnativi come il restauro del Ciborio di Arnolfo Di Cambio, nella Basilica di San Paolo, o quello imponente delle sculture e del colonnato del Bernini in piazza San Pietro, definito infatti “la Cappella Sistina del Laboratorio di Restauro Materiali lapidei”. Nei casi di restauri effettuati avvalendosi della collaborazione di ditte esterne specializzate, il Laboratorio fornisce loro dei protocolli con linee guida di base per le varie fasi operative. Questa procedura consente che le indicazioni filologiche, metodologiche e scientifiche sulla conservazione – applicate all’insieme delle opere in materiale lapideo conservate nello Stato della Città del Vaticano – mantengano un’identità comune.