La première phase de travaux concernera le clocher qui soutient la Vierge dorée. Depuis plus de 150 ans, la statue de la Vierge dorée de Fourvière domine la ville de Lyon. En raison de sa position élevée, elle subit des agressions multiples : vent, foudre, tremblement de terre…, qui déstabilisent l’ensemble du clocher qui la soutient. Après deux ans d’études techniques, il est apparu nécessaire et urgent de la déposer pour restaurer et consolider le clocher. La dépose de la statue, initialement prévue en mars 2008, aura lieu à la fin du mois de mai 2008, en raison de la complexité du montage de l'échafaudage. La date définitive sera arrêtée quelques jours avant en fonction des conditions météorologiques. Pour la première fois depuis son installation, les lyonnais pourront ainsi venir l'admirer de près, sur le parvis de la Basilique..
La suite des travaux concernera la toiture et la charpente de la Basilique. La couverture en ardoise est abîmée et laisse passer les eaux de pluie. De plus, la charpente métallique, qui se dilate quand il fait chaud, pousse les murs porteurs. Ses points d'appui sont décalés de manière inquiétante et des fissures apparaissent dans les murs.
Ensuite, aura lieu la restauration de la Tour de l'Observatoire. Les sols du sommet de la tour sont gelés et hors d'usage et les couvertures en cuivre ne sont plus étanches. Par conséquent les infiltrations d'eau sont nombreuses. De plus, la table d'orientation installée en 1894 doit être restaurée.
Les trois autres tours de la basilique présentent aussi des problèmes d'étanchéité qui nécessitent une restauration.