В 1951—1954 годах Мауро Пелличоли выполнил еще одну реставрацию с расчисткой и стабилизацией, но к 1970-м годам картина находилась в ужасном состоянии: остатки Леонардо (его работы сохранилось всего около 30%), записи нескольких веков, грязь, клеи и копоть. Итальянское Министерство изящных искусств предприняло последнюю попытку спасти работу мастера.

В 1978 году группа под руководством Брамбиллы Барчилон начала реставрацию. Ее работа признана одной из самых кропотливых и сложных в истории искусств. Сначала была обширная диагностика: инфракрасная рефлектография, анализ слоев краски, фотодокументация.

Потом более двадцати лет работы под микроскопом. В день реставраторы восстанавливали площадь картины размером не более почтовой марки. Брамбилла убирала все, что не Леонардо, даже если это делало картину менее «цельной». Она не дописывала пустоты фигуративно, а тонировала их нейтральной акварелью, чтобы глаз воспринимал единство, но не путал реставрацию с оригиналом. На близком расстоянии видно, где Леонардо, а где тонировка.

Сегодня трапезная Санта-Мария-делле-Грацие превращена в климатическую капсулу. Посетители входят малыми группами на ограниченное время через систему шлюзов и фильтров, чтобы дыхание и пыль не вредили росписи. Фактически «Тайная вечеря» напоминает историю корабля Тесея.