История реставрации древнерусской живописи в Русском музее начинается со времени открытия музея в 1898 году. При формировании фондов музея наряду с другими произведениями искусства из Академии художеств, Эрмитажа и других собраний было передано большое количество икон. Для постоянного наблюдения, ухода и приведения в порядок проблемных экспонатов была организована специальная мастерская. На начальном этапе реставраторы-иконописцы работали в ней на договорных началах.
После 1917 года количество произведений иконописи возросло за счет поступлений (через Музейный фонд) из церквей и монастырей, дворцов Петрограда и его пригородов. Необходимость в постоянном штате реставраторов в музее особенно остро стала ощущаться в тяжелое для страны время, когда вследствие интервенции, гражданской войны и разрухи в стране наступил топливный кризис. Из-за отсутствия отопления в музее нарушился температурно-влажностный режим, что привело к отставанию левкаса на иконах, его расслоению, шелушению и осыпям красочного слоя. В это время самым важным стало проведение чисто консервационных мероприятий. Сотрудники мастерской просматривали фонды и проводили временное укрепление, заключавшееся в основном в профилактической заклейке. В 1922 году в Русском музее реставрационная мастерская была официально оформлена. Большой объем работ, выполненный музейными реставраторами, привел к выработке важных принципов реставрации древнерусской живописи. При проведении консервационных работ обязательным было применение материалов, которые были использованы при написании иконы. В отношении фрагмента памятника основным правилом было ничего не приписывать и не убавлять, а стараться прекратить дальнейшее разрушение. При удалении позднейших наслоений предполагалось придерживаться послойности раскрытия с сохранением записей в местах утрат оригинала.
Во второй половине 1920-х годов профилактические работы постепенно уступили место работам по окончательному укреплению, увеличилось количество работ по раскрытию икон. К началу 1930-х годов реставрационная мастерская полностью освоила методику послойного раскрытия икон. В основном реставрация была сложной. Работа над многими иконами продолжалась по нескольку лет.
С началом Великой Отечественной войны процесс развития научной реставрации в Русском музее был прерван. Сотрудники музея готовили экспонаты к эвакуации и хранению в условия войны. В мастерской реставрации древнерусской живописи оставалось три реставратора, а к концу войны один. В 1954 году мастерская реставрации древнерусской живописи была создана заново. Значительная часть деятельности сотрудников в это время сводилась к консервационным мероприятиям. Это было вызвано необходимостью окончательного приведения в порядок фондов древнерусского отдела. В 1950–60-е годы вместе с сотрудниками этого отдела проводилась активная экспедиционная работа по выявлению, учету и вывозу памятников древнерусской живописи. Большое количество памятников, поступавших в музей из экспедиций, также определяло главное направление деятельности мастерской — укрепление. В эти годы в мастерской окончательно была отработана методика укрепления икон, началась планомерная работа по раскрытию икон от записей.
В 1970-е годы деятельность мастерской осуществлялась в теснейшем контакте с отделом древнерусской живописи и имела ярко выраженную направленность – изучение и раскрытие памятников из коллекции Русского музея в связи с подготовкой крупных программных выставок.
С 1978 года основным методом работы при раскрытии авторской живописи на произведениях древнерусской живописи стала работа под микроскопом «всухую» без использования активных растворителей с помощью специально изготовленных микроинструментов.
С 2000-х годов в практику повседневного контроля над проведением реставрации вошла макро- и микрофотография. Для исследования техники и технологии создания икон в мастерской используются стереомикроскопы последнего поколения, оборудованные цифровыми фото- и видеокамерами, позволяющими делать записи изображения в сверхвысоком разрешении в процессе раскрытия икон от поздних наслоений. Совершенствование научных методов исследования и техники раскрытия позволяет реставраторам работать над уникальными памятниками древнерусской живописи.