Le , les forces syriennes, iraniennes, russes et les milices chiites lancent une offensive pour reprendre Tadmor et Palmyre. Le 25 mars, les loyalistes reprennent le château. Le 27 mars, la ville est entièrement reprise. Selon le directeur des antiquités et musées de Syrie () Maamoun Abdelkarim, 80 % des sites archéologiques auraient été épargnés par les djihadistes. Le musée de Palmyre, quant à lui, a été entièrement saccagé par les djihadistes avant leur départ, comme le révèle Annie Sartre-Fauriat, expert de l'UNESCO pour le patrimoine syrien. Selon Michel Al-Maqdissi, ancien responsable des fouilles et des études archéologiques de Syrie de 2000 à 2012, la reconstruction du Lion d'Athéna et de l'arc triomphal ne poserait pas de problème, puisque tous les éléments les constituant sont restés presque intactes, prêts à être remontés. Pour les temples de Baalshamin et de Bêl, l'archéologue est plus prudent : les pierres ayant totalement explosé, il considère leur reconstruction comme impossible.