Важнейшей частью культурного наследия древнего Новгорода является иконопись. Осознание необходимости сохранения, изучения и реставрации средневековых произведений станковой живописи пришло в XIX в. Достаточно масштабные консервационно-реставрационные мероприятия осуществлялись в Новгороде силами приезжих специалистов в первые десятилетия прошлого столетия. Становление реставрации как отдельной научно-прикладной дисциплины, её принципов и методических основ во многом связано с новгородскими памятниками.

Однако формирование новгородских музейных служб соответствующего профиля состоялось лишь в послереволюционный период. Из-за отсутствия местных профессиональных кадров первым сотрудником новгородской реставрационной мастерской стал, командированный Русским музеем на длительный срок, опытный специалист Никита Егорович Давыдов (1884—1942). Случилось это в конце 1925 г. С именем Никиты Егоровича Давыдова связана реставрация классических образцов новгородского искусства, многие из которых входят в состав нынешней постоянной экспозиции. Им, в частности, была завершена реставрация образа «Никола Липный» 1294 г., реставрация икон праздничного чина ц. Успения на Волотовом поле. Никита Егорович Давыдов вернулся в Ленинград в 1935 г., посвятив целое десятилетие своей деятельности Новгороду. Несколько позже Н.Е. Давыдова штатным реставратором начал работать П.И. Сидоров, остававшийся на этой должности до начала Великой Отечественной войны.

Реставрационная активность, прерванная войной, возобновилась только в 1946 г., когда из Третьяковской галереи в Новгород приехала группа сотрудников для проведения консервационных работ на возвращённых из Германии иконах. Собственная реставрационно-художественная мастерская музея была учреждена лишь в 1958 г. На этом отрезке музейной истории важна роль Василия Макаровича Чехонадского, окончившего курсы подготовки реставраторов, организованные в Москве ГЦХРМ (впоследствии ВХНРЦ им. академика И.Э. Грабаря). Через четыре года после возобновления деятельности мастерской на должность старшего реставратора в музей пришёл Геннадий Александрович Якимов — выпускник Московского областного художественного училища памяти 1905 г.

В конце 1950-х и в 1960-е гг. совместно со столичными специалистами было исследовано и реставрировано значительное количество икон. Важным этапом стала консервация и подготовка к монтажу иконостасов Софийского собора, установленных в интерьере в 1968 г., а также открытие новой экспозиции художественного отдела. Несмотря на ряд трудностей — проблемы со снабжением, нехватка дефицитных реставрационных материалов, невысокие зарплаты — мастерская не останавливается в своём развитии. Крепнут связи с московскими организациями, сотрудники проходят стажировки и аттестации. Реставраторы музея участвуют в экспедициях по области, внося свой вклад в пополнение фондов живописи и резного дерева.

Василий Макарович Чехонадский проявил качества авторитетного руководителя и наставника. В период его работы началась профессиональная карьера не только Геннадия Александровича Якимова, но и Элеоноры Моисеевны Гинзбург и Надежды Ивановны Медниковой. 1970-е гг. — время значительных сдвигов в жизни мастерской. Повышается профессионализм музейных реставраторов, углубляются методы исследования икон, большее значение приобретает подробное и корректное документирование рабочих процессов. В 1983—1985 гг. реставраторами музея, Надеждой Ивановной Медниковой, Юрием Юрьевичем Александровым и Светланой Александровной Поповой, во взаимодействии с группой специалистов ВНИИР под руководством Юрия Александровича Рузавина была осуществлена масштабная консервация икон Главного (Успенского) иконостаса Софийского собора.

Надежда Ивановна Медникова многие годы отдала новгородской реставрации. В разное время она работала на самых значительных памятниках древнерусского искусства. Среди реставрированных ею икон такие шедевры, как «Никола» из деисусного чина XV в., «Видение пономаря Тарасия» XVI в., «Воскресение Христа» мастера Никифора Георгиева (1729 г.)

В настоящее время мастерская реставрации темперной живописи Новгородского музея-заповедника укомплектована современным оборудованием. Благодаря Попечительскому совету, тесно сотрудничающему с музеем рабочие места всех реставраторов оборудованы столами с системой для перемещения бинокулярного микроскопа над поверхностью крупноформатных экспонатов, в том числе и объёмных предметов из фондов резного дерева и скульптуры. При помощи видеокамеры, входящей в комплект микроскопа, осуществляется цифровое микрофотографирование. Есть возможность рентгенографирования объектов небольших и средних размеров на базе одного из городских медицинских учреждений. Оснащение нынешней мастерской вполне сопоставимо с подобными мастерскими в крупных отечественных музеях.

Музейные предметы, проходящие через руки новгородских специалистов, разнообразны. Это образцы деревянной скульптуры, расписные тябла иконостасов, иконы XV — начала XX столетий. Сотрудники принимают участие в подготовке и монтаже различных выставок и экспозиций музея. Регулярно проводится профилактическая работа в фондах, в том числе и в филиалах музея-заповедника. Реставраторы выступают с докладами на различных конференциях, поддерживают связи с коллегами из других музеев и реставрационных центров.

В 2020 году начальником отдела реставрации станковой темперной живописи Ю.Ю. Александровым продолжено раскрытие авторской живописи от записи иконы «Богоматерь Одигитрия» XIV века – расчищено изображение фигуры младенца Христа, начато раскрытие изображения Богоматери. Реставратором Н.В. Железняковой перенесена на новую основу икона «Минея за ноябрь» (XVIII в.) из собрания В.И. Поветкина.

В течение 2020 года в мастерской металла реставратором Н.В. Медниковой отреставрированы для экспозиции во Владычной палате чаша водосвятная «Богоявление» (1659 г.), реликварий (ладаница) XV в., чаша водосвятная «Богоявление» (1593 г.), потир «Деисус. Голгофский крест. Евангелисты. Сцены страстного цикла» XVII в., конец-начало XVIII в., дарохранительница «Сцены страстного цикла. Воскресение» (1751 г.); реставратором Н.П. Ганусяк отреставрирован комплекс предметов этнографии для МНДЗ "Витославлицы". Также реставрировались предметы археологии.

Несмотря на сложную ситуацию, в 2020 году проходили в режиме онлайн реставрационные конференции. В конце сентября состоялась конференция «Новгород и Новгородская земля. Искусство и реставрация». На ней с докладом «Реставрационные и поновительские восполнения, подделки и стилизации древнерусской живописи на примере икон из собрания Новгородского музея-заповедника» выступил Ю.Ю. Александров. В ноябре в ВХНРЦ им. академика И.Э. Грабаря в режиме онлайн прошла Научно-практическая конференция «Вопросы изучения и реставрации художественных предметов из керамики и стекла». На ней с докладом «Компенсация деформации фрагментов керамики» выступила реставратор керамики и фарфора В.В. Деманова .