Die Komplettsanierung wurde im Sommer 2022 abgeschlossen
2007 wurde die marode Wasserkunst für die Öffentlichkeit gesperrt und 2011 ganz außer Betrieb genommen. Erste Voruntersuchungen ergaben Schäden an der Wehranlage und an den Mauern der nicht mehr genutzten Pumpenkammern. An der Wasserkunst selbst zeigten sich Schäden sowohl über als auch unter Wasser, vor allem an der Tragkonstruktion des Daches, an der Fassade, am Mauerwerk, an Fenstern, Holzböden und Fachwerk.
Auch das Herzstück der Wasserkunst mit Pumpen, Wasserrädern, Kurbelgestänge, Sperrtore und Schotts, aber auch teils tragende Mauern waren betroffen. Der Einfluss des in den Jahrhunderten zeitweise sehr salzreichen Wassers der Leine zeigte sich am Sandstein deutlich.
Die Sanierung der Wasserkunst erfolgte in drei Bauphasen, bei denen überwiegend im Frühjahr und Sommer gearbeitet und im Herbst wieder geflutet wurde. Mit Hilfe einer Spundwand und eines Erdwalls wurde die Baustelle trockengelegt. Umfangreiche Arbeiten zur Entschlammung – im Bereich von Wasserkunst und Schleuse, aber auch im Inneren des Gebäudes - folgten. Durch die Lage im Überschwemmungsbereich haben die zahlreichen Hochwasser und die daraus resultierenden Verschlammungen immer wieder zu Bauverzögerungen geführt. Ausgeführt wurden vor allem Metall- und Schlosserarbeiten an den Wasserrädern und Pumpen, Sanierungsarbeiten an Fassade, Fenster und Türen sowie Stein- und Erdarbeiten im Unter- und Oberwasser. Auch die angrenzende Wehranlage wurde saniert. Das Dach auf dem Hauptgebäude ist neu mit Schiefer eingedeckt worden. An der Fassade wurde der weiße Anstrich entfernt, so dass nun nach historischem Vorbild eine Gliederung von Naturstein- und Putzfassade zu sehen ist. Auch die Insel wurde neu gestaltet, von hier aus ist ein barrierefreier Zugang zum Gebäude geschaffen worden.
Die behördlich zuständige Denkmalpflege war intensiv eingebunden, aber auch der Naturschutz war stets ein wichtiger Aspekt. Die Wasserkunst liegt direkt an einem Naturschutzgebiet inmitten wertvoller Gewässerbereiche mit z. B. dort lebenden Muscheln, die umgesetzt wurden. Im größeren Umkreis hat auch der Biber einen Lebensraum gefunden. Umfangreiche Gutachten und Genehmigungen gingen allen Maßnahmen voraus, um die Sanierungsmaßnahmen so schonend wie möglich durchzuführen.
Die 2015 baulich begonnene und im Sommer 2022 abgeschlossene umfangreiche Komplettsanierung von Gebäude, Technik und Umfeld hat die Wasserkunst wieder in einen dem einzigartigen, denkmalwürdigen Zustand versetzt.
Insgesamt waren bei der Planung und Ausführung für Hochbau, Tiefbau, Wasserbau, Steinmetz-, Metall- und Holzbau sowie Außenanlagen, Konzeption und Einrichtung der Ausstellung sowie aus den Bereichen Denkmalschutz, Umweltschutz, Gewässer- und Bodenschutz über 90 namentlich gelistete Personen mit weiteren Mitarbeiter*innen aus 42 Büros und Firmen, vier Behörden sowie sechs Fachbereichen der Landeshauptstadt beteiligt. Der städtische Fachbereich Gebäudemanagement hat dabei die gesamte Sanierung betreut.