Cũng bởi vị thế và giá trị vươn tầm nhân loại của Thành Nhà Hồ, mà việc bảo tồn và phát huy giá trị di sản đã và đang nhận được sự quan tâm đặc biệt của tỉnh Thanh Hóa, giới chuyên gia, các nhà khoa học và các nhà quản lý văn hóa. Thực hiện cam kết với UNESCO trong bảo tồn di sản, trong 10 năm kể từ khi di sản được vinh danh (2011-2021), tỉnh Thanh Hóa đã quan tâm dành nguồn lực đầu tư cho công tác khai quật khảo cổ và bảo tồn, chống xuống cấp di sản. Qua đó, tiếp tục phát lộ nhiều di tích, hiện vật giàu giá trị đã nằm sâu trong lòng đất suốt nhiều thế kỷ. Cụ thể, Trung tâm Bảo tồn di sản Thành Nhà Hồ đã lập dự án khai quật khảo cổ học tổng thể khu di sản giai đoạn 2013–2020. Dự án đã được UBND tỉnh phê duyệt với diện tích khai quật là 56.000m2, tổng kinh phí hơn 87 tỷ đồng. Kết quả, trong các năm 2015, 2016, 2018, 2019, trung tâm đã tiến hành khai quật 12.000m2 di tích Hào thành phía Nam, phía Bắc, phía Đông và phía Tây. Hiện trung tâm đang phối hợp với Viện Khảo cổ học thực hiện nghiên cứu khai quật khu vực Chính điện Thành Nội và các khu vực xung quanh, nhằm dò tìm dấu tích kiến trúc Chính điện, Đông Thái Miếu, Tây Thái Miếu.

Để đẩy mạnh công tác nghiên cứu khoa học phục vụ xây dựng hồ sơ và quản lý bảo tồn di sản, Trung tâm Bảo tồn di sản Thành Nhà Hồ đã phối hợp với Viện Khảo Cổ học tiến hành khai quật nghiên cứu Di tích Đàn tế Nam Giao (trên 80% diện tích). Kết quả khai quật đã làm phát lộ cơ bản dấu tích các kiến trúc quan trọng của đàn tế, làm cơ sở để trùng tu, tôn tạo và phục dựng di tích; đồng thời bổ sung những cơ sở khoa học làm nổi bật thêm giá trị của Di tích Đàn tế Nam Giao trong tổng thể Di sản Thế giới Thành Nhà Hồ. Cùng với đó, tiến hành khai quật, nghiên cứu đường Hoàng gia tại vị trí trước cửa Nam Thành Nhà Hồ, với diện tích 1.500m2. Từ đó, bổ sung nhiều tư liệu khoa học quý giá vào hồ sơ Thành Nhà Hồ, tạo cơ sở để tiếp tục tiến hành những nghiên cứu, khai quật tiếp theo. Đồng thời, khai quật công trường khai thác đá cổ lần thứ nhất với diện tích 350m2 (núi An Tôn). Kết quả khai quật đã chứng minh tính xác thực và khẳng định đây là một trong những công trường khai thác đá cổ, cung cấp nguyên liệu chính cho việc xây dựng Thành Nhà Hồ...

Cùng với công tác khai quật khảo cổ, những năm qua, Trung tâm Bảo tồn di sản Thành Nhà Hồ cũng đặc biệt quan tâm đến công tác bảo tồn, tôn tạo di tích. Điển hình như bảo tồn Đàn tế Nam Giao; chống thấm vòm cửa Nam; tu sửa cấp thiết tường thành đá phía Đông Bắc. Cùng với đó, trung tâm cũng thực hiện điều tra tổng thể và xây dựng hồ sơ công nhận bổ sung toàn bộ hệ thống La thành là di sản cấp quốc gia. Thực hiện việc làm rõ thành phần kế hoạch quản lý, đặc biệt là vùng 2 (các làng truyền thống Xuân Giai, Đông Môn, Tây Giai và các di tích lịch sử, tôn giáo). Ngoài ra, căn cứ vào kết quả khảo sát, nghiên cứu và khoanh vùng đề cử mở rộng, thực hiện sửa đổi bổ sung quy chế khống chế chiều cao xây dựng cho các vùng tài sản đề cử, đặc biệt là vùng tài sản đề cử mở rộng và cho vùng đệm. Tiếp tục bổ sung và hoàn thiện chiến lược phòng ngừa và quản lý thảm họa; cải thiện và tăng cường hiệu quả quản lý rác thải tại khu di sản; khuyến khích sự tham gia của Nhân dân địa phương vào việc bảo vệ và quản lý di sản dưới nhiều hình thức đa dạng...

Đặc biệt, để bảo tồn và phát huy giá trị di sản, ngày 12-8-2015, Thủ tướng Chính phủ đã phê duyệt quy hoạch tổng thể bảo tồn, phát huy giá trị Di tích Thành Nhà Hồ và vùng phụ cận gắn với phát triển du lịch (tại Quyết định số 1316/QĐ-TTg). Theo quy hoạch được phê duyệt, sẽ hình thành 2 trục di sản quan trọng, gồm: trục dọc nối Thành Nhà Hồ từ cửa Nam đến núi Đún và Di tích Đàn tế Nam Giao; trục ngang nối sông Mã với khu quảng trường (khu vực đón tiếp, tổ chức các hoạt động văn hóa và lễ hội, trưng bày và quản lý di sản) và kết nối với La Thành phía Tây. Cùng với đó là quy hoạch cụ thể về không gian vùng lõi và vùng đệm của khu di tích. Đây chính là cơ sở pháp lý quan trọng cho việc quản lý, đầu tư, xây dựng, bảo tồn, tu bổ, tôn tạo và phát huy giá trị di tích theo đúng cam kết với UNESCO. Đồng thời, có ý nghĩa hết sức quan trọng trong chiến lược quảng bá hình ảnh, phát triển du lịch Thành Nhà Hồ và gắn kết Thanh Hóa với thế giới để bạn bè, du khách, nhà đầu tư đến với Thanh Hóa.

Từ số khách tham quan chỉ dừng lại ở vài nghìn lượt mỗi năm; đến nay, đã không ngừng tăng lên hàng trăm nghìn lượt khách mỗi năm. Điều này đã phần nào cho thấy sức hút của di sản độc đáo này. Song, để Thành Nhà Hồ thực sự trở thành một trọng điểm du lịch của tỉnh Thanh Hóa; thiết nghĩ, song song với công tác bảo tồn, tỉnh cần có chiến lược phát triển du lịch di sản một cách bài bản, nhất là chú trọng đầu tư hoàn thiện hệ thống hạ tầng kỹ thuật, cơ sở vật chất du lịch. Có như vậy, di sản văn hóa thế giới này mới được đặt đúng vị thế và nâng tầm giá trị.