Napoléon Ier en visite à Saint-Denis, souhaite en faire une nécropole impériale, et y ordonne de nombreux travaux, qui se poursuivront sous Louis XVIII. Il rétablit également le culte en 1802.
Trois architectes vont être en charge des travaux de restauration entre 1813 et 1879.
Il s’agit de Jacques Cellerier, François Debret et Eugène Viollet-le-Duc.
L’œuvre de François Debret et d’Eugène Viollet-le-Duc est la plus connue puisqu’ils vont l’un et l’autre effectuer des travaux monumentaux dans l’église.
La tour nord, reconstruite sous les ordres de Debret après avoir été foudroyée, va présenter rapidement des signes de faiblesse, et menacer de s’écrouler. Elle sera déposée pour des raisons de sécurité, et Debret écarté du chantier. Viollet-le-Duc prendra sa suite, et pendant une trentaine d’années sera à la tête du chantier de restauration de la basilique et la sauvera sans doute de la ruine. Il fera supprimer toutes les interventions de Debret, organisera la disposition des tombeaux royaux telle que nous la connaissons, et fera exécuter de nombreux travaux de ferronnerie. Son projet de façade occidentale avec deux tours symétrique ne sera pas mené à bien pour des raisons financières.
Sur l’ordre de Napoléon III qui lui aussi envisage Saint-Denis comme sa dernière demeure, il fait construire un caveau impérial sous le maître-autel, qui sera détruit en 1952.
La revanche de Debret
Entreprise en 2012, une campagne de restauration de la façade occidentale menée par le Conservateur régional des monuments historiques d’Ile-de-France lui a rendu son aspect de 1838-1840.
Il ne s’agit pas d’un simple nettoyage de la pierre, très altérée par la pollution et les aléas climatiques, mais de « retrouver l’homogénéité monumentale et la qualité ornementale des portails, tels qu’ils avaient été conçus par François Debret, architecte de la lignée de Suger ».
Toutes les sculptures ont été nettoyées méticuleusement, parfois à la main, faisant réapparaître ainsi certains détails de polychromie, les plis des vêtements, les expressions des visages.
La grande horloge centrale a retrouvé ses dorures et ses aiguilles en forme de serpents et donne à nouveau l’heure.