Dopo contrastanti opinioni su cosa fare del Castello, tra le quali si ricorda il progetto di Angelo Colla (1882-1884) che proponeva di trasformarlo in una struttura goticheggiante, si decide di salvare l’antico edificio.

Dal 1893 inizia una complessa opera di restauro e ripristino del Castello, per secoli ridotto a caserma. Sotto la direzione di Luca Beltrami già dall'agosto del 1892 si è intrapresa la demolizione della Ghirlanda, cui segue quella della Cavallerizza, una costruzione ottocentesca. Si riaprono le due porte del Carmine e di Santo Spirito, si rialzano i due torrioni e si riporta la Torre di Bona all’antico aspetto.

L’intera cittadinanza di Milano partecipa alla sottoscrizione pubblica per riportare il complesso all’antico splendore. Sono anni di intenso lavoro, durante i quali si cancellano le strutture non appartenenti alla fabbrica originaria e si indagano le tracce antiche. Riaffiorano finestre in cotto e significative tracce di pitture sforzesche. Si riscoprono le decorazioni dipinte nella Sala delle Asse e nella Sala del Tesoro. Tornano gradatamente in luce gli ori della Cappella Ducale. La Rocchetta e la Corte Ducale vengono ripristinate nelle forme originarie e destinate a ospitare musei e istituti culturali.

L’impegno di Luca Beltrami trova la massima espressione nella ricostruzione della facciata  del Castello verso la città e soprattutto della Torre del Filarete, le cui forme l’architetto ricostruisce servendosi di un dipinto di scuola leonardesca (la Madonna Lia) e di un graffito rinvenuto nella cascina Pozzobonelli. Anche le torri dei castelli di Vigevano e Cusago sono prese a modello per quella che è una ricostruzione totale ma filologicamente, almeno secondo le concezioni dell’epoca, corretta. Prima di procedere alla ricostruzione, l’architetto produce, nel 1895, un modello in legno di dimensioni reali. La torre ricostruita, dedicata a re Umberto I, viene solennemente inaugurata il 24 settembre 1905.

Si apre per il Castello Sforzesco un nuovo capitolo.