Kültür ve Turizm Bakanlığı Vakıflar Genel Müdürlüğü tarafından gerçekleştirilen restorasyon çalışmaları, caminin 691 yıllık tarihi dokusunu aslına uygun bir şekilde yenilemiştir. 1335 yılında İlhanlılar döneminde inşa edilen cami, doğu ve batı kültürlerinin mimari unsurlarını bir araya getiren özgün yapısıyla dikkat çekmektedir. Yapının resmi açılışı, Vakıf Haftası etkinlikleri çerçevesinde Cumhurbaşkanı Recep Tayyip Erdoğan tarafından yapılmıştır. Restorasyon kapsamında, caminin en dikkat çekici bölümlerinden biri olan 12 Hayvanlı Türk Takvimi motifleri titizlikle restore edilmiştir. Taç kapı üzerinde yer alan bu motifler, yapılan konservasyon çalışmalarıyla ilk günkü görünümüne kavuşturulmuştur. Ayrıca, geçmişte meydana gelen yangın sonrasında tavanı desteklemek için eklenen 24 ahşap direk kaldırılmış ve özgün mimarisiyle uyumlu 6 taş sütun ve kemer sistemi oluşturulmuştur. Böylece caminin tarihi dokusu ve mimari bütünlüğü yeniden ortaya çıkarılmıştır.
Bu restorasyon çalışmalarının yanı sıra, geçmiş yıllarda güvenlik nedeni ile Dışarı Cami’ne taşınan tarihi ahşap minber de Sungur Bey Cami’ne geri getirilmiştir. Çevre düzenlemeleri, abdesthaneler ve diğer kullanım alanları da yenilenmiş olan Sungur Bey Cami’nde ilk Cuma namazı 5 Haziran’da kılınacaktır.
