რეაბილიტაციის დაწყებამდე სააგენტომ ობიექტზე საპროექტო და კვლევითი სამუშაოების განხორციელება უზრუნველყო. მომზადებული პროექტი ითვალისწინებს ეკლესიის არსებული მდგომარეობის სრულყოფილ შესწავლას და გამოვლენილი დაზიანებების საფუძველზე შესაბამისი საკონსერვაციო-სარეაბილიტაციო ღონისძიებების განსაზღვრას.
ადგილზე იმყოფებოდნენ, საქართველოს კულტურული მემკვიდრეობის დაცვის ეროვნული სააგენტოს გენერალური დირექტორის მოადგილე თამარ ყურაშვილი და შპს „არტიტექტურის“ დირექტორი და პროექტის ხელმძღვანელი გელა ჯვარიძე. მათ დაათვალიერეს წმინდა ნინოს ეკლესია, გაეცნენ მის მდგომარეობას და განიხილეს დაგეგმილი სარეაბილიტაციო სამუშაოები.
კვლევის შედეგად ტაძარზე გამოვლენილია კონსტრუქციული ბზარები, აგურისა და ბათქაშის დაზიანებები, ასევე წყლისა და ნესტის ზემოქმედებით გამოწვეული პრობლემები. რეაბილიტაციის ფარგლებში გათვალისწინებულია ძეგლის კონსტრუქციული მდგომარეობის გაუმჯობესება, დაზიანებების აღმოფხვრა, წყლის ინფილტრაციის პრობლემის მოგვარება და კულტურული მემკვიდრეობის ძეგლის ავთენტური სახის შენარჩუნება.
წმინდა ნინოს ეკლესია შიო ჩიტაძის ქუჩაზე 1884 წელს აშენდა. მისი პროექტის ავტორია არქიტექტორი ალბერტ ზალცმანი. აგურით ნაგები მოკლე სამნავიანი ბაზილიკა თბილისში ბიზანტიური სტილით შესრულებულ ნაგებობათა შორის ერთ-ერთ მნიშვნელოვან ნიმუშს წარმოადგენს. 1999 წელს ტაძარს სარესტავრაციო სამუშაოები ჩაუტარდა, ხოლო 2019 წელს სააგენტოს პროექტის საფუძველზე მცირე სარეაბილიტაციო სამუშაოები განხორციელდა.
