Tidlig på 1800-tallet hadde katedralen vesentlige oppussings- og restaureringsbehov. Victor Hugos bok (1831), med katedralen som sin handlingsarena (på fransk heter boken ), bidro til at restaureringskampanjen som endte med en beslutning (1844) om å sett i gang, fikk stor folkelig oppslutning. Kirken ble restaurert i 1845–1864 under ledelse av Eugène Viollet-le-Duc. Blant annet fikk kirken et nytt sakristi, det spiret som var blitt nedmontert ble erstattet med et nytt som raget opp til 93 meters høyde, og flere av de religiøse kunstverk som var blitt ødelagt under den franske revolusjonen ble gjenskapt.