La remodelación del Babylon, que duró dos años, comenzó en 1999. Costó diez millones de marcos y fue financiada principalmente por el gobierno alemán. Para las butacas y el equipamiento técnico se destinaron fondos de desarrollo de la lotería por valor de dos millones de euros. El techo y el cielorraso del gran auditorio fueron renovados. Las viguetas de madera del techo, que ya no soportaban el peso, se sustituyeron por vigas de acero y se levantó un nuevo techo sobre ellas. También se restauró la fachada del edificio.
El objetivo de la restauración no era devolver al edificio el aspecto que tenía en un momento determinado, sino mantener diversos elementos de toda la historia del edificio. El vestíbulo se devolvió a la forma en que estaba cuando se inauguró el edificio en 1928 y el auditorio se renovó al estilo de 1948, con asientos de felpa y detalles de estuco y dorado. El edificio se utilizaba originalmente como cine y teatro y, por tanto, tenía una zona de escenario detrás de la pantalla. Aquí se construyó un nuevo auditorio más pequeño como parte de la restauración. El foso de la orquesta del auditorio grande se restauró para que una orquesta de cámara pudiera tocar música en directo durante las proyecciones de películas mudas. En 1999 se restauró el órgano de cine J. D. Philipps, de 70 años de antigüedad. Es el único órgano de cine de Alemania que sigue sonando en su ubicación original.
En mayo de 2001 tuvo lugar la reapertura del auditorio con la película Otelo de Orson Welles. En 2002, la asociación «Berliner Filmart Babylon» fue galardonada con el «Hemisferio de Plata» por la Fundación Alemana para la Protección de Monumentos. Los arquitectos Joachim Roemer y Klaus Meyer-Rogge fueron galardonados por salvar un «edificio clave de la arquitectura cinematográfica».
La Babilonia es sede del Festival Internacional de Cine de Berlín (Berlinale). El órgano cinematográfico restaurado se relanzó el 26 de mayo de 2001 con la proyección de El Golem: cómo llegó al mundo. A continuación, se celebró un ciclo de conciertos de cine mudo con el pianista Stephan von Bothmer.
En 2009, algunos empleados, miembros del sindicato anarcosindicalista Free Workers’ Union (FAU), reclamaron mayores salarios y mejores condiciones laborales. A finales de julio de 2009, la sección berlinesa del FAU llamó al boicot del cine. El sindicato Ver.di firmó un convenio colectivo con los empleados a partir del 1 de enero de 2010. En 2009, el operador del cine entabló una disputa legal con la FAU, en relación con su derecho a designarse como sindicato. En octubre de 2009, el tribunal laboral de Berlín-Brandenburgo decidió que la FAU tenía derecho a negociar acuerdos salariales. En diciembre de 2009, el Tribunal Superior de Justicia de Berlín impuso una medida cautelar por la que se prohibía a la FAU de Berlín autodenominarse sindicato hasta nuevo aviso. Esta medida fue anulada por el Tribunal Supremo en junio de 2010.