Bezpośrednio po wycofaniu się z miasta wojsk napoleońskich rozpoczęto opracowywanie projektów odbudowy obiektu.  W 1816 roku powołano Zarząd Odbudowy Zamku w Malborku (Schloßbauverwaltung Marienburg). Prace zainicjowano rok później od częściowej przebudowy wschodniej elewacji Pałacu Wielkich Mistrzów. W ich trakcie m.in. wyburzono XVII-wieczną klatkę schodową i zrekonstruowano przypałacową kaplicę św. Katarzyny. W latach 1819-50 kierownikiem robót był inżynier architekt August Gersdorff. Pod jego zarządem, i z pomocą takich osób jak znany malarz i architekt Friedrich von Schinkel, historyk Johannes Voigt oraz malborski pastor i pasjonat dziejów Zakonu Ludwig Haebler, dokonano rekonstrukcji zachodniej części Zamku Średniego.

W Pałacu po usunięciu śladów po warsztatach tkackich położono nowe, ceramiczne posadzki, zaś wejścia opatrzono drzwiami. W Refektarzach Letnim i Zimowym pojawiły się nowe witraże ze scenami z dziejów Zakonu. W Wielkim Refektarzu odkuto zamurowane okna wschodnie i położono nową posadzkę. Na Zamku Wysokim prace ograniczyły się do przełożenia dachów i budowy nowego, neogotyckiego zwieńczenia wieży głównej w 1842 roku.

Posunięciem, które wzbudziło spore kontrowersje wśród ówczesnych historyków sztuki była budowa w 1850 roku nowego szczytu nad Wielką Komturią na Zamku Średnim. Według wyjaśnień Gersdorffa dekoracja ta stanowić miała odpowiednik średniowiecznego szczytu Infirmerii. Wspomniana krytyka dotyczyła nie tylko ostatniej realizacji, lecz całości prac z pierwszej połowy wieku. Już w latach 1849-50 wyrażał się o niej nieprzychylnie Aleksander Ferdinand von Quast, od 1848 roku pierwszy konserwator zabytków Prus. On też przejął kierownictwo prac, które dzierżył do około 1876 roku. Z jego inicjatywy m.in. zabezpieczono przy pomocy żelaznych kotwi osuwającą się ścianę zachodnią Wielkiego Refektarza oraz uzupełniono braki w mozaikowej figurze Marii z Dzieciątkiem na wschodniej elewacji kościoła zamkowego. Tego ostatniego zadania podjęli się specjaliści z Wenecji. Pięć wieków wcześniej artyści z tego samego miasta kładli na rzeźbie pierwszą, oryginalną mozaikę!

W latach 1868-69 zamek został przebadany przez tajnego radcę budowalnego Hermanna Blankensteina. Jego praca oraz uroczystości jakie odbyły się w Malborku we wrześniu 1872 roku z okazji stulecia powrotu Prus Zachodnich do Królestwa Pruskiego, spowodowały wśród historyków sztuki w głębi Niemiec nową falę zainteresowania dawną stolicą Zakonu.

W 1881 roku, dzięki aktywnej postawie parlamentarzystów z Prus Wschodnich i Zachodnich, rząd zdecydował o rozpoczęciu odbu­dowy kościoła Najświętszej Marii Panny na Zamku Wysokim. Rok później minister wyznań religijnych powołał specjalną komisję, której zadaniem był nadzór nad działalnością Zarządu Odbudowy Zamku. Jedno­głośnie powierzyła ona kierow­nictwo prac młodemu i zdolnemu archi­tektowi Konradowi Emma­nuelowi Steinbrechtowi (1849-­1923). Jak się okazało był on jedną z naj­ważniejszych postaci w nowo­żytnych dziejach dawnej stolicy wielkich mistrzów. Miał on już za sobą praktykę archeologiczną w Grecji (1877) oraz studia nad architekturą państwa zakonnego, czego do­wo­dem była interesująca mono­grafia Thorn im Mittelalter (1881).

Metody jego pracy zawrzeć można w kilku punktach:
► dokładna ocena aktualnego stanu zachowania
► badania archeologiczne
► podróże naukowe
► badanie źródeł archiwalnych
► przywrócenie dawnych technik budowlanych

Zasadą generalną, której zawsze przestrzegał, było: żaden krok w innym niż historycznym duchu. Wzorcowym przykładem takiego postępowania może być sposób odbudowy sklepienia Kapitularza. Znalezione w gruzie średniowieczne detale, po drobiazgowych badaniach i inwentaryzacjach, zostały bezbłędnie dopasowane do swoich pierwotnych miejsc we wnętrzu sali.

Prowadzone z rozmachem i niezwykłą sumiennością prace budowlano-konserwatorskie finansowane były głównie z budżetu państwa pruskiego. Odbudowa Malborka wzbudzała też żywe zainteresowanie rodziny cesarskiej. Wilhelm II Hohenzollern wizytował ją ponad trzydzieści razy w czasie swego panowania. Wsparcie finansowe pochodziło także ze strony Towarzystwa Odbudowy i Upiększania Malborka. Powstało ono 3 marca 1884 roku z inicjatywy kilku wysokich urzędników pruskich, m.in. nadprezydentów Prus Wschodnich i Zachodnich oraz nadburmistrza Gdańska. Jego rodowód sięga jednak roku 1872, kiedy to, z okazji wspomnianych wyżej uroczystości rocznicowych, powołano Komitet do Odbudowy Zamku Wysokiego.

Widok zamku z 1885 r., wkrótce potem C.Steinbrecht rozpoczął prace restauratorskie…

Towarzystwo było ciałem społecznym cieszącym się honorowym protektoratem cesarskim. Paragraf pierwszy jego statutu głosił, że zostało powołane by gromadzić środki finansowe na godną odbudowę zamku w Malborku i wydawać je w porozumieniu z rządem państwowym reprezentowanym przez Zarząd Odbudowy Zamku. Pieniądze pochodziły głównie z organizowanych od 1886 roku loterii. Pomysł takiego finansowania prac narodził się już w 1881 roku i był wzorowany na loterii, dzięki której wspierano rozbudowę katedry w Kolonii. Fundusze gromadzone przez Towarzystwo umożliwiły m.in. konserwację starych i tworzenie nowych malowideł ściennych, zakupy militariów, archiwaliów i książek, obrazów i detali architektonicznych.

Do roku 1900 zakończono zasadnicze prace na Zamku Wysokim. Odbudowano tu szereg najważniejszych wnętrz: kościół Najświętszej Marii Panny, kaplicę św. Anny, Kapitularz, Kuchnię, Jadalnię i Świetlicę konwentu. Roboty na Zamku Średnim trwały do 1918 roku i przyniosły efekt w postaci restauracji skrzydła wschodniego z kaplicą św. Bartłomieja, Wielkiej Komturii, Infirmerii i skrzydła zachodniego z Wielkim Refektarzem. Wyjątkiem były wnętrza Pałacu Wielkich Mistrzów, które pozostawiono w kształcie jaki uzyskały w pierwszej połowie XIX wieku.

Z końcem czerwca 1922 roku, po czterdziestu latach pracy w Malborku, Konrad Steinbrecht przeszedł na emeryturę. Jego następcą został rejencyjny mistrz budowlany Bernhard Schmid (1872-1947), pełniący jednocześnie obowiązki konserwatora zabytków Prus Zachodnich. Pod jego nadzorem zamek uzyskał swój ostateczny kształt.

Jeszcze w 1922 roku zakończono odbudowę kaplicy św. Katarzyny. Cztery lata później zrekonstruowano mury i wieże bollwerku Plauena, zaś w 1931 roku sfinalizowano prace przy Bramie Nowej, zwanej też Bramą Hindenburga.

Odbudowany i wyposażony w szereg neogotyckich mebli obiekt pełnił w okresie międzywojennym funkcję muzeum wnętrz, które dawało zwiedzającym obraz funkcjonowania średniowiecznego klasztoru i przybliżało sposób życia braci zakonnych. Służyły temu aranżacje wystroju poszczególnych wnętrz: kościoła NMPanny, Kapitularza, komnat w skrzydle zachodnim Zamku Wysokiego, kuchni konwentu, Wielkiego Refektarza, etc.

Taki sposób potraktowania gotyckiej budowli spotkał się z powszechną aprobatą społeczną. Mieszkańcy Malborka i okolic dumni byli z faktu posiadania na swoim terenie jedynego w Prusach w pełni zrekonstruowanego i tak bogato wyposażonego zamku-klasztoru. Przyciągał on turystów nie tylko z Prus Wschodnich, ale i z głębi Niemiec.

Do najcenniejszych zbiorów należały militaria, z których większość zakupiono w 1896 roku od znanego wschodniopruskiego kolekcjonera Theodora von Blell. Były wśród nich eksponaty pochodzące zarówno z czasów cesarstwa rzymskiego jak i z końca XIX wieku; broń celtycka i wschodnioazjatycka. Inną kolekcją były numizmaty zgromadzone i przekazane zamkowi przez radcę tajnego dra Jaqueta w liczbie blisko 10 tysięcy sztuk. Spośród licznych przykładów rzeźby gotyckiej wymienić można trzy ołtarze szafiaste: poliptyk grudziądzki z lat 1370-80, tzw. ołtarz hamburski z 1499 roku i ołtarz z Tękit z 1504 roku. Archiwum w Wieży Kleszej przechowywało szereg cennych dokumentów, m.in. polskie przywileje królewskie dla miasta, akta cechowe, etc. Imponująco przedstawiały się zbiory archeologiczne, których trzonem były zabytkowe detale architektoniczne z terenów dawnego państwa zakonnego. Ciekawostką był zespół ozdobnych, glazurowanych dachówek z pałacu cesarskiego w Pekinie oraz kilka cegieł z muru chińskiego. W jednym z odremontowanych budynków na Przedzamczu urządzono tzw. Heimatmuseum – rodzaj izby regionalnej, w której zgromadzono eksponaty kultury materialnej mieszkańców Żuław i miasta Malborka.