De twee jaar durende verbouwing van het Babylon begon in 1999. Het kostte tien miljoen mark en werd voornamelijk gefinancierd door de Duitse regering. Voor de stoelen en de technische uitrusting werd twee miljoen euro uit de loterij beschikbaar gesteld. Het dak en het plafond van de grote zaal werden opgeknapt. Houten balken in het plafond, die het gewicht niet meer konden dragen, werden vervangen door stalen balken en er werd een nieuw dak overheen gelegd. Ook de voorgevel van het gebouw werd gerestaureerd.
Het doel van de restauratie was niet om het gebouw terug te brengen naar hoe het er op een bepaald moment uitzag, maar om verschillende elementen uit de geschiedenis van het gebouw te behouden. De foyer werd teruggebracht naar de toestand bij de opening van het gebouw in 1928 en de aula werd gerenoveerd in de stijl van 1948, met pluchen stoelen en stucwerk en vergulde details. Het gebouw werd oorspronkelijk zowel als bioscoop als als theater gebruikt en had daarom een achtertoneelgedeelte achter het scherm. Hier werd als onderdeel van de restauratie een nieuwe kleinere zaal gebouwd. De orkestbak van de grote zaal werd gerestaureerd, zodat een kamerorkest live muziek kan spelen tijdens de vertoningen van stomme films. In 1999 werd het 70 jaar oude J. D. Philipps-bioscooporgel gerestaureerd. Het is het enige bioscooporgel in Duitsland dat nog op zijn oorspronkelijke plaats wordt bespeeld.
In mei 2001 vond de heropening van het auditorium plaats met de film Othello van Orson Welles. In 2002 werd de vereniging “Berlin film art Babylon” door de Duitse Stichting voor Monumentenzorg onderscheiden met de “Zilveren Hemisfeer”. De architecten Joachim Roemer en Klaus Meyer-Rogge werden geëerd voor het redden van een “sleutelgebouw van de filmarchitectuur”.
Het Babylon is een trefpunt voor het Internationale Filmfestival van Berlijn (Berlinale). Het gerestaureerde bioscooporgel werd op 26 mei 2001 opnieuw in gebruik genomen bij de vertoning van The Golem: How He Came into the World. Daarna volgde een reeks stomme-filmconcerten met de pianist Stephan von Bothmer.
In 2009 eisten enkele werknemers, die lid waren van de anarcho-syndicalistische Vrije Arbeiders Vakbond (FAU), hogere lonen en betere arbeidsomstandigheden. Eind juli 2009 riep de Berlijnse afdeling van de FAU op tot een boycot van de bioscoop. De vakbond Ver.di heeft met de werknemers een collectieve overeenkomst gesloten die op 1 januari 2010 ingaat. In 2009 heeft de exploitant van de bioscoop een juridisch geschil met de FAU aangespannen over haar recht om zichzelf als vakbond aan te duiden. In oktober 2009 besliste de arbeidsrechtbank van Berlijn en Brandenburg dat de FAU het recht had om over loonafspraken te onderhandelen. Een tijdelijk verbod, opgelegd door het Berlijnse hooggerechtshof in december 2009, verbood de FAU Berlijn om zich tot nader order een vakbond te noemen. Dit werd in juni 2010 door het Hooggerechtshof ongedaan gemaakt.