Hacia finales del siglo XIX, la catedral de Piacenza mostraba signos de derrumbe, por lo que el obispo, con la carta abierta “Pel nostro duomo” (9 de febrero de 1894), anunció el inicio de las obras de restauración, por razones religiosas, estéticas, morales y sociales, en un contexto en el que la crisis laboral había golpeado con fuerza.

El obispo fue presidente de la Comisión que dirigió la obra según los cánones positivistas y viollet-leduchianos del siglo XIX. La Dirección Técnica, nombrada en marzo de 1894, estaba formada por los ingenieros Giuseppe Manfredi (posteriormente jubilado) y Guglielmo Della Cella (fallecido en 1896) y el arquitecto Camillo Guidotti. Comenzando en 1898 con la restauración de la fachada, la obra se extendió a toda la estructura y se completó en junio de 1901, dando lugar a la “liberación” de las fachadas con la eliminación de los cuerpos inclinados y la consolidación general.

Guidotti, contemplando las innovaciones técnicas de la época, esbozó el método en sus “Estudios y Propuestas” para la Catedral (1895): … cuando haya que reproducir o imitar el tipo antiguo, rehaciendo sillares o partes destruidas o no terminadas… será mejor que las partes nuevas se dejen en su color natural, y convendrá distinguirlas con ciertos signos, para que la posteridad no se llame a engaño. Los añadidos o alteraciones que se hayan hecho en el edificio podrán conservarse… siempre que no desfiguren o disimulen manifiestamente partes notables del monumento, en cuyo caso deberán eliminarse o destruirse.

En la fachada, se consolidó el rosetón, sustituyendo el dintel central, se restauraron las galerías medianeras laterales y superiores con la sustitución de columnillas, basas y capiteles, y se repararon las losas del tejado a dos aguas. Se retiró la esfera del reloj y se cambiaron las losas de revestimiento de arenisca corroídas. Se remodeló el pórtico central, eliminando las reformas realizadas desde el siglo XV. Se rebajó la logia, se demolió la balaustrada barroca, se retiró la estatua de madera de la Abundancia (se encuentra en el palacio episcopal), se modificaron las columnas inferiores y se sustituyeron los capiteles por otros nuevos de los Evangelistas, obra de Pier Enrico Astorri, como los paneles de la fachada del protiro con la Fe, la Esperanza y la Caridad.

Para la restauración escultórica Guidotti realizó estudios de materiales para utilizar otros similares, insertó copias cuando era imposible soldar piezas sueltas, completó artefactos parcialmente dañados sobre una base analógica, insertó tacos en elementos originales, creó obras fantasiosas a falta de testimonios originales, como para el frontal de la cripta y el púlpito. Los artefactos diseñados por Guidotti fueron ejecutados por Fedele Toscani, Giovanni Pagani, Pier Enrico Astorri, Annibale Monti y el cantero Pietro Spelta.

En el portal central se insertó un arquitrabe de Astorri, basado en un diseño de Guidotti con los Milagros de Cristo. El fresco del siglo XIV del luneto fue destruido y sustituido por la Virgen asumida entre los santos Antonino y Giustina (1900) de Eugenio Cisterna.  Se añadieron esculturas de Antonio Marina (Virgen Inmaculada y Profeta sentado) en el contrafuerte derecho del frente y en el flanco sur de la catedral, coronadas por un baldaquino. En el lado norte, tras demoler la Loggia della Cancelleria, se reconstruyeron las logias, excepto la primera de la contrafachada; en lugar de tres pequeñas columnas se colocaron estatuas de Giovanni Battista Scalabrini, Carolippo Guerra y Camillo Guidotti (empresa Monti, 1901).

El portal de la calle Guastafredda, modificado en 1720 para crear una conexión con el palacio episcopal, se restauró sustituyendo los leones estilizados originales por otros adquiridos al anticuario Rambaldi de Bolonia (1902).  En los ábsides, la ventana central se restauró haciendo sustituciones y añadiendo dos mascarones laterales.

En el interior de la catedral, se reconstruyeron las cuatro primeras bóvedas de la nave y algunas de las menores, se reabrieron las antiguas escaleras a los áticos, triforios y galerías de mujeres, y la cripta se retranqueó según su tamaño original y se dotó de una portada diseñada por Guidotti.

Se retiraron los altares y retablos, y los estucos y frescos de Ludovico Carracci y Camillo Procaccini fueron retirados del santuario mediante la técnica del “strappo” por los hermanos Steffanoni de Bérgamo, y estos últimos fueron alojados en el palacio episcopal en un intento de restaurar el aspecto medieval.  Los frescos de Marc’Antonio Franceschini, retirados del preludio de la galería de la cúpula, se perdieron en gran parte.

Durante las obras se redescubrieron pinturas murales medievales (San Cristóbal, San Jorge, San Antonino en el brazo izquierdo del crucero y las Historias de la vida de San Martín y San Alexis en las capillas laterales del presbiterio, a las que Luigi Morgari añadió imágenes).

Se encargaron pinturas murales medievales a Eugenio Cisterna: en 1903, representó a los santos obispos de Piacenza en el absidiolo izquierdo del crucero correspondiente y decoró el ábside central con la Madonna del Popolo. Alfredo Tansini decoró el absidiolo derecho con la Sagrada Familia (1901). El altar neomedieval, basado en un diseño de Guidotti, fue realizado por Toscani, al igual que el altar del transepto derecho. Cisterna, a quien también hace referencia el Buen Pastor sobre la puerta del obispado, es también responsable de la ornamentación de los absidiolos y de la capilla central del transepto derecho, con santos y santas vinculados al Santísimo Sacramento y el Triunfo de la Eucaristía en la bóveda (1901).

Algunos bocetos de la casa madre de los Scalabrinianos son propuestas preliminares de estos conocidos decoradores de la época.

En el  presbiterio, tras demoler la ampliación del siglo XVII e identificar el perímetro original, Guidotti diseñó la restauración de acuerdo con su visión de la Edad Media. Fedele Toscani preparó el ambón y el púlpito de mármol.

Más tarde se instaló el órgano de Giovanni Tamburini da Crema con algunos tubos de Serassi (1818). Giovanni Vecchia, autor de los confesionarios neogóticos, modificó el coro de madera de Giovanni Giacomo Genovesi (1466) y puso su mano en partes del políptico de Antonio Burlengo y Bartolomeo da Groppallo (1443-1447), trasladado al santuario desde la contrafachada.