进入新世纪，伴随着北京申办奥运和举办奥运会的过程，北京市政府不断加大保护文物古迹的力度，昔日灰头土脸的文物变得容光焕发，历史文化名城的保护工作取得重大突破，北京的文物保护工作进入到了蓬勃发展时期。
这一时期主要完成了以下工作：一是各级文物保护单位积极投入保护工作，完成抢险修缮、消除安全隐患及基础工作的开展等。
完成了“3.3亿元文物古建抢险修缮工程”（以下简称“3.3亿工程”）和“人文奥运”文物保护计划。这两项大规模文物抢险修缮工程，使北京的市级以上文物保护单位多年的险情得到根本扭转。并在市、区两级政府共同努力下，引出配套资金60亿元。“3.3亿工程”自2000年开展以来，三年内共修缮98处古建单位，包括国家级文物保护单位28项，市级文物保护单位70项，共涉及128个工程。近60万平方米的古建得到修缮，许多占用文物单位的居民、单位从文物中腾退，多处历史景观得到了恢复：如历代帝王庙、纪晓岚故居、天坛神乐署等5处古建在腾退后首次实现开放；团城演武厅等40余处文保单位修缮后重新开放。建成了莲花池、元大都土城、明城墙、东皇城根等遗址公园。“人文奥运”文物保护计划紧接着“3.3亿工程”，从2003-2007年，每年投资1.2亿元，用五年时间，按照“保用并举，恢复景观”的方针，将北京市的文保单位成片整治，形成风貌。
此期间，各级文保单位的古建筑在消防水、电路、避雷和消防报警等方面消除隐患90余项。基础工作完成了市级以上文物保护单位保护范围和建设控制地带的划定；一至五批全国重点文物保护单位“四有”档案的建档工作；第三次全国文物普查、长城资源调查和大运河调查有关工作顺利开展。
二是对北京历史文化名城的保护工作取得多项突破。
第一，北京旧城整体保护获得重大突破。《北京城市总体规划方案（2004年-020年）纲要》于2004年出台，首次提出了北京古都历史城市复兴的保护理念。在保护工作上，形成了具有保护价值建筑、文物保护单位、历史文化保护区、历史文化名城整体保护的四个层次；在旧城保护力度上，减少成片危改项目数量；在指导方针上，坚持旧城整体保护；在实施方式上，转变为政府主导；在资金筹措上，转变为多渠道资金筹措机制。《纲要》的出台，将北京从以往对名城的“单项”保护转变为对名城的“全面”保护；从对名城某些历史建筑的“微观保护”过渡到对历史名城总体建筑的宏观保护。整体保护规划的实施，将突出北京名城的传统文化功能及特色，逐步实施旧城内现代城市多项功能的战略转移，对旧城内大量反映老北京民风、民俗的各类四合院、胡同等传统建筑将采取保护措施。
第二，历史文化街区保护修缮工作取得了突破。2007年以来，市政府每年投入10亿元用于开展旧城内历史文化保护区房屋修缮工作。一批具有北京独特城市文化特色的四合院，挂上了“保护院落”的保护牌。对坐落在传统保护街区内的普通四合院，禁止了成片拆除的改造方式。在有计划地疏散人口的前提下，一些年久失修的平房通过微循环改造的形式拆旧建新，保持原街区的风貌特征，街区原有道路格局也基本保持了原样。例如南锣鼓巷的菊儿胡同和南池子胡同的改造，使人们穿行在这些街区内还能够体会到北京古老街道的韵味。
第三，工业遗产保护和再利用取得初步突破。工业遗址的保护是名城保护的重要内容，此期间初步开展了一批北京市工业遗址的保护工作。798厂艺术区被北京市政府列为首批文化创意产业集聚区之一。首钢工业遗产发展规划，将原厂区建设成为环境优美、产业结构合理、富有生机和活力的城市新区。北京焦化厂通过对工业遗产的整体保护和利用，定位为以文化创意产业和会议会展为主导的综合新区。北京胶印厂将厂区建成以美术与广告设计为主的文化创意园区。
这些工业遗产是现当代北京城市发展的重要印证，对于传承工业发展文化、保护和彰显北京深厚底蕴和特色、丰富北京城市的历史积淀，具有重要意义。
第四，优秀近现代建筑保护取得突破。优秀近现代建筑是北京历史文化名城的重要载体，烙着时代印记，关系北京城市文脉的传承。
2007年北京市规划和文物部门公布了第一批《北京优秀近现代建筑保护名录》，共71处、188栋单体建筑，为19世纪中期至20世纪70年代的建筑。在大栅栏步行街整体改造中，最大限度地还原和展现了独有的传统商业特色，区域中的历史风貌得到了保护和延续。北京奥运会建设的31个比赛场馆也成为北京重要的奥运建筑遗产。
第五，开展了中轴线的申遗工作，对中轴线周边环境进行一系列环境整治工作，使遗产地原有的自然和人文景观逐年改善。对北中轴线进行了环境整治，搬迁腾退了地安门内大街杂乱建筑，恢复了皇城墙历史风貌。南中轴线的永定门城楼也进行了复建，形成了完整的中轴线。
一、3.3亿元文物古建抢险修缮工程
新世纪以来，北京的文物保护工作取得了一系列成就，也实现了诸多方面的突破，尤其是在“整治两线景观，恢复五区风貌，重现京郊六景”的修缮思路指导下，先后实施了两项文物保护计划，率先实施的即为“3.3亿工程”。
2000年8月23日，北京市领导刘淇、刘敬民，国家文物局领导张柏及文物专家罗哲文、张开济、郑孝燮、李准、王世仁等齐聚北京国子监召开北京市“3.3亿工程”的启动仪式。“3.3亿工程”是2000年北京市委市政府批准的一项旨在改善北京文物保护工作被动局面，贯彻国家文物局《关于加强和改善文物工作的通知》（国发［1997］13号）精神，为北京历史文化名城保护及北京2008年奥运会举办创造良好条件的一项工程，按计划在三年内投资3.3亿元对北京市辖区内98处北京市市级以上文物保护单位进行大规模抢险修缮，这在新中国文物保护发展史上是空前的。
因历史原因，北京市的许多土木制古建筑并未按照合理的“5年小修，10年中修，30年大修”的轮回进行，多处古建筑该大修了只能小修，好比人的身体——该体检时不体检、不舒服也忍着，最终会积劳成疾，酿成大病。20世纪90年代以来，北京市文物采取的修缮都是在抢险，还欠下历史的修缮账。“3.3亿工程”可谓是一场及时雨，以“保护古都文化，展现北京风貌”为指导方针，提出以城区为主，重点整治“两线一街一区”文物保护单位内及周边环境，抢修文物建筑的工作思路，从根本上解决了文物保护单位险情和重大隐患等问题。
自2000年工程启动以来，“3.3亿工程”修缮全国重点文物保护单位28处，北京市文物保护单位70处，从布局上呈现“一横一纵”两个重点。所谓“一横”指朝阳门至阜成门一线，“一纵”指中轴线。
而从区域分布上则呈现中心城区集中的特点，在总共修建的98处文物建筑中，东城、西城、崇文、宣武四区共修缮文物建筑50处，约占总修缮数量的51%，而密云、延庆、房山、门头沟、平谷、顺义、大兴、通州、昌平则总共修缮文物建筑22处，约占总修缮数量的22.4%，还不足城四区的一半。
通过“3.3亿工程”的实施，北京在文物保护工作方面取得了多方面的成果与突破。首先，借助举行工程开工仪式、新闻发布会、媒体报道等形式，使文物保护理念深入人心，如明城墙遗址公园的捐城砖活动。其次，大规模的文物腾退使文物得到了更有效的保护与修缮，并以此为契机恢复了部分历史景观。历代帝王庙、纪晓岚故居等五处古建在腾退后首次实现开放。再次，文物修缮工程上的竞标促进了文物修缮的市场竞争，使修缮工作步入了良性循环的轨道。正是有了这一系列的成果与突破，使“3.3亿工程”完成了既定目标与任务，收到了预期效果。
1．历代帝王庙的腾退与修缮
北京民间曾流传着“有桥没有水，有碑没有驮，有钟没有鼓，有庙没有佛”的民谣，其所指即为地处北京市西城区阜成门内大街131号的历代帝王庙。2003年1月29日，“一五九中学迁出历代帝王庙”的报道引发社会热议。这所以大庙为校舍27年的学校在这一天正式迁出并移交文物部门，时任一五九中学校长的刁家纯将曾经悬挂于帝王庙正门的一五九中学校牌转交西城文委收藏；文委主任张宏达则将一面“保护文物成义举，闻名传承万代人，发展教育树英才，事业更上一层楼”的锦旗献给一五九中学的全体师生。至此，这座建成400余年的历代帝王庙即将揭开新的历史篇章。
谈到历代帝王庙，生活在北京的老居民并不陌生，它是明清两朝祭祀三皇五帝、历代帝王和功臣名将的皇家庙宇。按史料记载，明嘉靖九年（1530年），嘉靖皇帝厘定祀典，决定按照南京帝王庙样式，在北京建历代帝王庙。最初提议利用灵济宫改设，但因地方狭隘，不足改设，遂命工部另择地建庙。次年，工部上奏将阜成门内保安寺旧址作为历代帝王庙新址获准。三月十七日开工，九月竣工。建成后的帝王庙以中轴为主线，由南及北建影壁、庙门、景德门、景德崇圣殿等，轴线两侧分列庑殿、燎炉、钟楼、神库、神厨、宰牲亭等附属建筑。至清代，庙宇得到沿用，并历经数次大规模修缮。第一次是清雍正七年（1729年）重修，十一年竣工，雍正帝亲撰《御制重修历代帝王庙碑》碑文以为纪念；第二次是清乾隆二十七年（1762年）修缮，二十九年竣工，乾隆帝亲到帝王庙祭祀历代帝王，并御制《重修历代帝王庙碑文》和《御制重修历代帝王庙告成既奉神御复位爰以春祭恭临式瞻实枚用申诚肃诗》；第三次是清道光二十年（1840年）兴建历代帝王庙正殿。除大规模修缮外，历代帝王庙的入祀帝王也是独具特色，以往的帝王祭祀一般并不全面，往往存在未入祀的朝代。康熙时期，康熙帝诏谕除因无道被杀或亡国之君外，凡历代在位帝王均应入祀。乾隆时期更是提出了“中华统绪，不绝于线”的主张，使历代帝王庙所祀帝王涉及历朝历代，达到空前规模的188位，皇室也多次在此举行祭祀大典。
民国时期由于社会动荡，帝王庙祭祀活动停止，并由多家单位或学校租用。民国二十六年（1937年），北平市管理坛庙事务所曾对帝王庙进行过修缮，但仅限于清瓦垄，砍伐树木，补齐瓦件等。由于缺乏大规模的系统修缮，历代帝王庙已呈现破损之状。中华人民共和国成立后，北京文物整理委员会对历代帝庙进行了系统测绘，然而“文革”期间，历代帝王庙未能躲过劫难，殿宇受到一定程度破坏，入祀的帝王和功臣牌位更是改为板凳，百年庙宇彻底衰落。1972年，帝王庙内的学校统编为北京市第一五九中学。经多年发展，为满足教学需求，不断在校内添建配套用房，帝王庙原有风貌受到破坏。
面对一代皇家大庙的衰败，腾退及修缮迫在眉睫。1983年5月，西城区文化文物局率先向区政府提交了《关于修缮历代帝王庙，建立我区博物馆的报告》。五年后，因庙宇年久失修，威胁师生安全，北京市文物局拨款10万元进行了抢险修缮。1995年，时任区政协副主席的朱尔澄、王东曾率领文史委员会的20位委员视察历代帝王庙，并一致认为搬迁学校，开发利用帝王庙势在必行。次年的1月25日，《西城调研》第65期全文刊发了西城区文化文物局所作的《西城区文物资源调查报告》，明确提出“搬迁学校，开放帝王庙”的思路。此后时任区委副书记的李雅清主持召开了文化产业调研座谈会，研究搬迁一五九中学，开发历代帝王庙等问题，并制订了初步方案。市、区两级政府也多次对搬迁工作进行研讨和筹备。1998年，时任北京市市长的贾庆林在天安门修缮会上明确提出：“一五九中学使用帝王庙，教学是重要的，保护文物同样重要，我们下决心把学校搬出去进行维修，解决这些问题。”通过多方协调与筹备，最终于2003年出现了开篇的一幕，标志着历代帝王庙腾退工作圆满结束，也预示着历经多年风雨的大庙即将迎来中华人民共和国建国以来最大规模的修缮。
其实，历代帝王庙的修缮工作在腾退前的2000年就已启动，并列入“3.3亿工程”。11月27日，西城区文化文物局、阜景街管委会在《北京日报》发布历代帝王庙一期修缮工程招标公告，这成为首次采用招投标的方式进行文物建筑抢险修缮的项目。通过遴选，在参与招标的房一、房二、园林古建、怀建、长城古建公司五家单位中，怀建成为最后的赢家，负责承担历代帝王庙一期修缮工程，并于12月24日正式开工。2002年、2003年，历代帝王庙二期和三期修缮工程也相继招标开工。