สำหรับประวัติการสำรวจรายละเอียดเพิ่มเติมเพื่อเตรียมการจัดทำโครงการอนุรักษ์เป็นครั้งแรกโดยหน่วยศิลปากรที่ ๕ ปราจีนบุรี ในปี พ.ศ. ๒๕๓๖ และยังได้สำรวจเพื่อประกาศขอบเขตพื้นที่เพิ่มเติมครอบคลุมเนื้อที่ ๖๔๑ ไร่เศษ เพื่อให้ครอบคลุมบริเวณที่เกี่ยวข้องทั้งหมดในปี พ.ศ. ๒๕๓๘ ซึ่งได้เริ่มมีการกู้ทุ่นระเบิดโดยกองทัพบก 

ตั้งแต่ในช่วงต้นที่กรมศิลปากรเข้ามาดำเนินการสำรวจเตรียมการอนุรักษ์ ในขณะเดียวกันได้เริ่มต้นการสำรวจเขียนแบบสภาพก่อนการอนุรักษ์ ทำผังแสดงชั้นความสูง (contour line) โดยวิธีจ้างเหมา จากนั้นดำเนินการขุดตรวจ กำหนดรหัสหินพร้อมขนย้าย (บริเวณโคปุระตะวันออกชั้นนอก) เขียนแบบสภาพหลังการเคลื่อนย้ายหินในปี พ.ศ. ๒๕๓๙ เริ่มดำเนินการขุดแต่งเคลื่อนย้ายหินหล่น ใช้เวลาดำเนินการมาจนถึงปี พ.ศ. ๒๕๔๓ โดยระหว่างนั้นในปี พ.ศ. ๒๕๔๐ ขณะขุดแต่งโคปุระด้านทิศตะวันออกชั้นนอก ทำแบบรูปสันนิษฐานเพื่อการบูรณะ มีการพบชิ้นส่วนภาพสลักนารายณ์บรรทมสินธุ์ และหินที่มีลวดลาย โดยเฉพาะอย่างยิ่งชิ้นส่วนหน้าบัน 

ในปีถัดมา ปี พ.ศ. ๒๕๔๑ ได้ดำเนินการบูรณะอาคารโคปุระตะวันออกชั้นนอกไป พร้อมกันด้วยโดยยังไม่ได้ทำการวิเคราะห์ทดลองประกอบหินหล่นอย่างเป็นระบบให้ครบถ้วนทั้งหมดก่อน จึงบูรณะได้ขึ้นเพียงหน้าบันชั้นล่างสุด 

ในปี พ.ศ. ๒๕๔๔ ทดลองประกอบหินหล่นทั้งหมด และทำการวิเคราะห์รูปแบบสถาปัตยกรรม ดำเนินการขุดตรวจหาขนาดขอบเขตของสระน้ำ และออกแบบวางแผนการบูรณะปราสาท รวมทั้งฟื้นฟูสระน้ำรอบปราสาท และยังได้ทำการขุดแต่งและบูรณะทางดำเนินด้านหน้าปราสาทเป็นระยะทาง ๖๕ เมตร ต่อมามีการบูรณะตามรูปแบบรายการตามแผนการเป็นครั้งแรกในปี พ.ศ. ๒๕๔๖ โดยเริ่มที่อาคารขนาดเล็กก่อน ได้แก่ บรรณาลัย ๒ หลัง ปี พ.ศ. ๒๕๔๗ ดำเนินการบูรณะโคปุระตะวันออกชั้นใน และในปี พ.ศ. ๒๕๔๘ ได้เริ่มการบูรณะที่ปราสาทประธาน ดำเนินการในส่วนฐาน เรือนธาตุ และส่วนยอดชั้นที่ ๑

ในปี พ.ศ. ๒๕๔๙ บูรณะปราสาทประธานสมบูรณ์ทั้งองค์ โคปุระเหนือ โคปุระใต้ ระเบียงคดมุมด้านทิศตะวันตกเฉียงเหนือ ตะวันออกเฉียงเหนือ และตะวันออกเฉียงใต้เฉพาะส่วนฐานศิลาแลง และในปี พ.ศ. ๒๕๕๐ บูรณะโคปุระตะวันตก ระเบียงคดมุมด้านทิศตะวันตกเฉียงใต้ (เฉพาะส่วนฐานศิลาแลง) ลานศิลาแลงภายในระเบียงคด

งานบูรณะในลำดับต่อมา ได้แก่ โคปุระเหนือ โคปุระใต้ โคปุระตะวันตก ระเบียงคดในส่วนที่เหลือทั้งหมด ได้แก่ ส่วนผนังอาคารและหน้าบัน งานขุดลอกฟื้นฟู สระน้ำรอบปราสาทและด้านหน้าปราสาท กำแพงแก้ว ซุ้ม ประตูทิศตะวันตก ทางดำเนินประดับเสานางเรียงส่วนที่เหลือทั้งด้านในและด้านนอกปราสาท งานปรับปรุงพื้นที่โดยรอบ งานพื้นฟูการกักเก็บน้ำของบาราย งานสื่อความหมายส่วนคันดินโบราณ งานก่อสร้างอาคารศูนย์ข้อมูล อาคารบริการต่างๆ และงานปรับปรุงภูมิทัศน์

จากหลักฐานที่ได้ปรากฏยังตัวบริเวณปราสาทสด๊กก๊อกธมแห่งนี้ วิทยานิพนธ์ ‘ปราสาทสด๊กก๊อกธม: ปราสาทเขมรทรงพุ่มรุ่นแรกในประเทศไทย’ ระบุถึงการศึกษาวิจัยว่า มิได้ปรากฏถึงสิ่งก่อสร้างทางสถาปัตยกรรมที่มีอายุเก่าแก่กว่าพุทธ-ศตวรรษที่ ๑๖ ตอนปลายเลย และจากการกําหนดอายุสมัยศิลปะของตัวปราสาทพบว่า ตัวปราสาทสด๊กก๊อกธมแห่งนี้มีลักษณะรูปแบบทางศิลปะตรงกับศิลปะเขมรแบบบาปวน ซึ่งก็เป็นรูปแบบศิลปะที่นิยมและเกิดขึ้นในรัชสมัยพระเจ้าอุทัยทิตยวรมันที่ ๒
 

หน้าบันรูปบุคคลสวมต่างหูอยู่ในซุ้มทางด้านขวา

และรูปครุฑมีปีกสองข้าง พบจากปราสาทสด๊กก๊กธม