Được thực hiện từ năm 2021-2023, dự án bảo tồn, tu bổ di tích đàn Nam Giao (giai đoạn 1) tập trung tu bổ, bảo tồn công trình Trai Cung chính điện; hệ thống tường thành, cổng, sân nền khuôn viên Trai Cung và la thành 2 mặt Đông, Tây; thiết kế mới hệ thống điện chiếu sáng và tôn tạo cảnh quan sân vườn. Tổng phạm vi dự án là 6.922m².

Cụ thể, với công trình Trai Cung chính điện, dự án sẽ tháo dỡ nền, chân tảng đá Thanh; cân chỉnh, gia cường chân đá tảng; tu bổ nền, lát gạch Bát Tràng; tu bổ hệ thống bậc cấp; chống ẩm, chống mối cho công trình.

Ở cổng Tiền (cung môn), cổng Hậu: Vệ sinh rêu mốc toàn bộ cổng Tiền; tu bổ, phục hồi các chi tiết trang trí phần mái; phục hồi màu sắc cổng; tu bổ nền lát gạch Bát Tràng; tu bổ bậc cấp lát đá Thanh; tu bổ phục hồi 3 cánh cổng thượng song hạ bản bằng gỗ nhóm II, hoàn thiện sơn son.

Với cổng Tả Nội và cổng Hữu Nội: Xây phục hồi cổng Tả Nội và cổng Hữu Nội bằng gạch vồ, vữa tam hợp; phục hồi các chi tiết trang trí phần mái; phục hồi màu sắc cổng...

Dự án cũng tôn tạo, phục hồi la thành hướng Tây. Với la thành hướng Đông, sẽ tiếp tục nghiên cứu, sưu tập tư liệu và triển khai thực hiện sau khi có đầy đủ cơ sở cho việc tiến hành lập, phê duyệt thiết kế.