Відразу ж після закінчення війни відродження панорами було включено у п'ятирічний план відновлення і розвитку народного господарства СРСР. Ця почесна місія покладалася на групу художників під керівництвом академіка живопису В. Н. Яковлєва. Після його смерті групу очолив академік живопису П. П. Соколов-Скаля. До складу творчого колективу входили професор П. М. Шухмін, один з найстаріших майстрів живопису М. Г. Котов, художники Б. М. Біляєв, В. І. Гранді, Г. А. Захаров, В. Г. Коржевський, Б. М. Котов, Б. Ю. Лоран, Є. І. Лобанов, А. П. Мерзляков, В. Є. Памфілії, Н. І. Плеханов, А. П. Романов, А. Ф. Суханов, М. К. Соломін, Ю. М. Трузе-Тернівська і М. І. Фірсов. Наукову консультацію здійснювали адмірал флоту Радянського Союзу професор І. С. Ісаков і кандидат військових наук А. М. Кузьмін. Радянські художники відновлювали панораму на підставі реставрованих фрагментів, фотографій, авторських етюдів, старих буклетів та інших збережених документів. Вони прагнули найбільш повно і правдиво зобразити військову обстановку, в якій відбувалися події, чітко передати севастопольський пейзаж. Як і Франц Рубо, вони безпосередньо з Малахова кургану зробили велику кількість замальовок та етюдів, що згодом склали точний композиційний малюнок панорами. У процесі роботи народжувалося багато нових художніх рішень. Предметний план був збагачений жанровими сценами «Як у землянці», «Денщик біля бочки з водою». Кількома новими епізодами поповнилося і живописне полотно. До 100-річчя першої героїчної оборони Севастополя, 16 жовтня 1954, панорама знову була відкрита.