梁思成拍摄的1933年的赵州桥，已经有多处损坏
当时，文化部从北京派出专业考察组，考察了赵州桥的损害情况，给出的修葺方针如下：
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1、在古桥外观上，要尽可能地保存旧貌。原则上，损坏没有超过三分之一的券石不要更换，超过的，可以用水泥修补旧石再装回。
2、在结构上，券石堆砌仍采用原桥的旧技术，但在桥面与桥拱之间要以一层铁骨或钢筋混凝土加固，并以做好防水措施，弥补原桥在承重设计上的不足。
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“应该极力保持赵州桥桥的旧观为主旨。只有风化残毁非常严重的石块才须更换新的石料，古桥东侧的大券和小券倒塌的三道单券应该扶起栽按原式加铁榫重新修砌，而只对残破的券石更换新的石料。大小券石中那些残毁约三分之一的才进行新石的更换，那些略有残毁石料应先用水泥进行镶补，那些稍有残缺的石料应该保持原状不动。桥体的东侧开裂欲坠之大小券石二道，须重新安砌，俱按原式用铁活。大小券石既是用二十八道单券组成，则在券背上必须加固，使成一整体。最有效最易施工，最不伤大券石的方法即是在券前上‘伏石’的地方改做铜骨水泥的伏券，不过要多加几道伸缩缝（如果动工时发现大券石尚坚致时，也可有数段用伏石加铁榫做，不过以少凿大券石为是），原有伏石仅保露出桥面部分，桥面上亦用钢骨水泥路面，上铺石板保持原状，仅将凸出部分落平。凡水泥内均酌用避水粉，以便防潮防水。最要小心的就是券底皮石缝仍然要露出二十八道券来。不能让水泥灰浆将券石底皮沾污。单券间的灰缝要勾进很深才好。”
但最终，这份方案并没有被河北省公路局采纳，当地政府担心沿用旧式结构无法一劳永逸地解决通行问题，存在安全隐患，于是使用了一套新的方案。
工艺上，新方案摒弃了原有的纯石砌建筑工艺而使用了压力灌浆的工艺——在灌入高标号水泥砂浆后，使两侧拱券不单单以石头堆积分散压力，而是以水泥粘合，打入钢筋填补空隙，极大加强了拱券的整体性。
打个比方，如果原来是一块块拼接的积木，现在更像是一体化的模型。
其次，桥的历史面貌基本未能得到保存，而是“焕然一新”。据施工队评估，约87%的石料被替换，许多可用可不用的旧石也被废弃。
梁思成对赵州桥如此“焕然一新”深感遗憾，1963年，梁思成公开撰文，“相当克制地”表达了自己在这方面的不同意见：
“直至今天，我还是认为把一座古文物建筑修得焕然一新，犹如把一些周鼎汉规用擦铜油擦得油光晶亮一样，将严重损害到它的历史、艺术价值。……在赵州桥的重修中，这方面没有得到足够的重视，这不能说不是一个遗憾。”
今天的赵州桥，除大拱外侧显露处（即两层黑钉处）使用原貌设计，其余部分都修葺一新。
并且，梁思成还给出了自己的一份可行的设计方案：
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1、需要修复后桥身的强度满足现代交通工具的通行需求，只需要劵拱支撑的桥面上增添一层钢筋混凝土即可。
2、可用可不用的旧石不要扔掉，高度损毁的旧石如在桥面，可拆他处健康的旧石替换，同时用新石给拆卸处打上“补丁”，承载桥身压力，保住古桥易见部分的原本面貌。
