Das Olympiastadion wurde von Mai 2000 bis Juli 2004 nach Plänen des Hamburger Architekturbüros Gerkan, Marg und Partner für ca. 240 Mio. Euro saniert und modernisiert. Die komplizierte Baumaßnahme wurde intensiv vom Landesdenkmalamt Berlin betreut. Voraus ging eine jahrelange Diskussionsphase, denn es war keineswegs ausgemacht, ob das Olympiastadion überhaupt eine Zukunft haben würde. Die Entscheidung über das Stadion war aufs Engste verknüpft mit dem Konzept für die zukünftige Nutzung des riesigen Gesamtgeländes.
Nach Abschluss der Arbeiten am Olympiastadion kann das Landesdenkmalamt Berlin feststellen, dass die durchgeführten Sanierungs- und Modernisierungsmaßnahmen zwar zu Substanzverlusten am Denkmal geführt haben. Doch waren sie unvermeidlich, um das 70 Jahre alte Stadion für die Gegenwart zu ertüchtigen und um damit dem Olympiagelände insgesamt sein Zentrum zu bewahren und seine Zukunft zu garantieren.
Für die gelungene Ertüchtigung und Erhaltung des Olympiastadions gibt es weltweit kein Vergleichsbeispiel. Neben den vielen Totalverlusten an berühmten Stadien in der jüngsten Zeit – von London bis Köln – kann der Berliner Gratwanderung zwischen Innovation und Tradition geradezu Modellcharakter zugesprochen werden.