Les penúries que afecten la comunitat i el monestir durant la primera part del segle XIX causen la degradació del cenobi. El febrer de 1847 s’enfondra l’ala oriental del claustre, la qual cosa afectà la sala capitular i les tombes comtals, i pels mateixos anys cau bona part de la coberta gòtica del temple, desestabilitzada arran de la reducció de cinc a tres naus obrada entre el 1826 i el 1830.
Es fa necessària una operació de salvament de l’edifici que consolidi les estructures conservades, recuperi els elements caiguts i reconstrueixi les parts que amenacen ruïna. En la dècada de 1860 es duen a terme intervencions puntuals a l’església i el claustre. És en aquest moment, el 1865, quan Elies Rogent, ajudat per Francisco P. del Villar i August Font, realitza un primer projecte de restauració global de l’església per a l’Acadèmia Provincial de Belles Arts de Barcelona. Els plànols i els alçats de Rogent contemplen, a la façana principal, l’aixecament de dues torres campanar bessones coronades per una coberta a quatre vessants i un cos central rematat per una estructura piramidal amb un finestral al mig. A nivell de planta, preveu la recuperació de les cinc naus, separades per pilars –nau central i laterals– i columnes –naus laterals– cobertes amb volta de mig canó i un cimbori de planta quadrada al creuer. Rogent projecta també la decoració interior de l’església amb un programa pictòric que abasta la totalitat de la capçalera i les naus.Quan el bisbe de Vic Josep Morgades aconsegueix la cessió de l’Estat de l’església i el claustre, el 1885, s’encarrega a Elies Rogent la revisió del projecte anterior. Aleshores l’arquitecte elabora un segon projecte que serà el que guiarà finalment les obres de reconstrucció del monestir. Les diferències respecte el primer es troben en l’aixecament d’un cimbori de planta octogonal, la separació de les naus laterals, amb l’alternança de pilars i columnes, i la coberta d’aquestes amb volta de quart de canó i canó rebaixat. A la façana principal projecta la torre nord amb dos pisos rematats per un pinyó de sis finestres i una teulada a vuit aigües, mentre la torre campanar de migdia és sobrealçada i cobricelada amb un terrat pla encerclat per una corona de merlets dentats.
Les obres unifiquen i homogenitzen els paraments muraris de l’església i el claustre amb un revestiment de ciment pòrtland que dibuixa un aparell regular i ben escairat, tot imitant el tractament dels murs de l’església del segle XI. El resultat és una reconstrucció gairebé total de l’església. Elies Rogent, imbuït pels postulats de restauració prístina que havia liderat Viollet-le-Duc a França, planteja una intervenció adreçada a recuperar l’edifici ideal construït per l’abat Oliba. Segueix l’empremta de les parts subsistents, però reconstrueix de bell nou els elements no conservats a partir de la còpia de les obres romàniques del país que han estat objecte d’una anàlisi estructural i estilística, com ara Sant Jaume de Frontanyà, Sant Miquel de Cuixà o Sant Martí del Canigó. El cimbori que cobricela el presbiteri, l’acabament de les dues torres occidentals, les cobertes de les naus són fruit d’aquesta visió que té la intenció de recrear l’art romànic primigeni i oferir la imatge d’un edifici unitari.Les obres de restauració arquitectònica es complementaren amb la renovació del mobiliari litúrgic, dels sepulcres comtals, d’elements commemoratius i de la decoració del monestir, dissenyats d’acord a l’estètica modernista i noucentista del moment. Francesc Rogent i Pedrosa (1861-1898), fill d’Elies Rogent, fou el responsable del projecte i execució de bona part d’aquestes obres; intervingueren també Antoni Coll i Font (1971-1958) i Joan Rubió i Bellver (1871-1952), ambdós arquitectes conservadors del monestir, Josep Puig i Cadafalch (1867-1956) i, més tard, Josep M. Pericas (1881-1966), que féu la reforma de les façanes i realitzà diverses obres a l’església de Sant Pere.