Les thermes du nord de Lutèce n’ont jamais totalement sombré dans l’oubli. Au-delà des troubles de la fin de l’Antiquité, moment probable de la déperdition des éléments du décor, l’occupation des volumes architecturaux à partir d’une période ancienne du Moyen Âge a favorisé leur état de conservation. Dès la création du musée, les vestiges ont été intégrés dans le parcours de visite. Leur classement au titre des Monuments Historiques en 1862 a ouvert une ère de protection patrimoniale pour le monument.
En 2009, la restauration des enduits et parements de l’intérieur du frigidarium a rendu aux murs leur teinte rosée originelle, en réelle harmonie avec cet espace intime et grandiose que fut le bain public romain.
À l'occasion du projet de modernisation du musée Cluny 4, une campagne complémentaire de restauration a été dirigée par Paul Barnoud, architecte en chef des monuments historiques. Les vestiges extérieurs des thermes ainsi que les espaces dits de l'annexe romaine et de la salle des enduits ont fait l'objet d'une consolidation qui s'est achevée en décembre 2017.
