Возвратившись домой, А. Н. Муравьёв употребил все возможные старания, чтобы содействовать возобновлению разрушенного святилища. По Высочайшему соизволению из Синода ему была выдана книга для сбора добровольных пожертвований; через посредство нашей миссии в Константинополе получен был султанский фирман на обновление храма.
Самым деятельным соратником Муравьёва в этом деле был русский вице-консул в Родосе господин Дуччи; ему удобнее всего было поручить заведование работами и расходование денег; но это встретило сопротивление со стороны местного духовенства. Митрополит Писидийский требовал, чтобы все собранные деньги были выдаваемы ему; патриарх Константинопольский также не хотел, чтобы работами заведовал иноверец.
Однако наша миссия устроила дело таким образом, что господину Дуччи был предоставлен негласный надзор и отчёт в деньгах, а для местного надзора за работами избраны были старейшины из жителей острова Кастель-Россо. Едва успели отделать внутренность новой церкви, где находится гроб Святителя, и заказать для него мраморные украшения по древнему образцу, как вспыхнула Восточная война, и работы остановились. Только в 1858 году был опять испрошен фирман султана и выдана новая книга для сбора пожертвований, а господин Дуччи приступил к выбору старейшин и заготовке материала. В Родос из Палестины приехал французский архитектор и археолог Зальцман. Дуччи пригласил его осмотреть развалины Мирского храма: это спасло их от окончательного разрушения. Не имея руководителя, выборные старейшины, вместо того, чтобы откопать церковь, хотели разрушить её и из обломков выстроить новую. Хотя было уже истрачено до тысячи рублей на эту работу, но Зальцман решился остановить её, и остался на шесть недель в Мирах для надзора за открытием базилики. Оказалось, что базилика представляет превосходный образец церковного зодчества четвёртого столетия. Зальцман снял копии фресок и мозаик, открытых им в развалинах, и составил проект реставрации здания.
Первоначально работы велись под управлением старшин из Кастель-Россо и под надзором каменных дел мастера Варнава; они состояли в сооружении небольшой церкви над стенами древнего здания, покрытого землёй на 4 сажени глубины. Для фундамента сделана выемка в главном нефе, сломаны стены и своды и выведены столбы и арки до горизонта земли, для поддержания полов новой церкви.
Работа разрушения была тяжела и медленна, потому что древняя кладка, составленная попеременно из рядов тёсаного камня и кирпича, связанных сильным цементом, называемым туземцами коросан, чрезвычайно окрепла, и нужно было употреблять пороховые взрывы для уничтожения драгоценных остатков, пощажённых до сих пор и людьми и временем.
Понятно впечатление, произведённое этими работами на художника - археолога Зальцмана, в короткое время заметившего и оценившего всё историческое и художественное значение разрушаемого здания, чтобы на месте его поставить произведение фантазии местного архитектора. По согласованию с Дуччи, Зальцман остановил работы и занялся раскопкой развалин. Мысль о постройке новой церкви из обломков старого здания была оставлена, и принято решение возобновить базилику святого Николая в первоначальном виде. Управление работами принял на себя Зальцман. Сначала он предполагал откопать всё древнее строение, чтобы начать работы сообразно с его расположением и формой; но необходимость скорее открыть церковь для богослужения и многочисленных богомольцев заставила изменить первое предположение: решено было отрыть главный неф, две боковые галлереи с притворами и возобновить их.
В 1859 году была приобретена от турок земля, прилегающая к строению, без чего некуда было свозить вырываемую землю. Эта местность имеет вид неправильного четырёхугольника, частью занятого зданиями и садом, принадлежащими турецкому аге, с которым Зальцман предвидит возможность окончить дело миролюбиво и таким образом приобрести всё пространство в пределах древней церкви.
Часовня, в которой теперь совершается богослужение, и могильная плита, служащая алтарём, построены за 160 лет до нашего времени одним иноком; она находится во второй левой галерее.
Под строением открыта, на глубине 4 сажен, мраморная гробница, которая некогда хранила в себе останки Святителя. Хотя барельефы, её украшающие, не религиозного содержания, но это согласно с тогдашним обыкновением погребать умерших в старых гробницах, взятых с языческого кладбища; множество христиан хоронились таким образом, даже и в позднейшее время.
На рисунке, изображающем мраморную гробницу святого Николая, видно, что боковая сторона гробницы почти совсем разрушена; это объясняется сказанием о похищении мощей итальянцами: мраморная крыша, украшенная двумя фигурами (мужской и женской), в настоящее время с отбитыми головами и изувеченными ногами, представляла больше затруднений к разлому, чем тонкие стенки, и, разумеется, барийцы должны были избрать более лёгкое средство для достижения своей цели, а потому и сломали тонкую стенку, не заботясь о том, что портили оставляемую ими древность.