С 1928 по 1941 г. на основе сложных научных изысканий проводились реставрационные работы, в результате которых были удалены позднейшие наслоения и воссоздана первоначальная планировка отдельных частей ансамбля. Самые значительные работы проводились в Большом дворце и Монплезире, в центральной части Нижнего парка и в Верхнем саду. В это же время от разросшихся елей была освобождена перспектива вдоль аллей Морского канала, воссоздан партер Верхнего сада, отремонтированы Большой каскад, стенки канала, фонтаны «Солнце», «Пирамида» и многие другие.
Вид на Большой Каскад и Большой Петергофский дворец. Художник И. Айвазовский
В годы Великой Отечественной войны, с сентября 1941 г. по январь 1944 г., Петергоф был разрушен и разграблен фашистами. Правда, уже с самых первых дней войны началась подготовка ценностей музея к эвакуации. В глубь страны успели переправить многочисленные произведения живописи, изделия из серебра и фарфора, ткани и мебель. На территориях Верхнего сада и Нижнего парка были устроены тайники, в которых удалось спрятать часть мраморных и бронзовых скульптур. Конечно, полностью укрыть сокровища Петергофа не представлялось возможным. Уже 23 сентября 1941 г. гитлеровские войска захватили город и превратили его в стратегический пункт. Жители города были выселены. Уже в первый день захвата Петергофа от попадания снаряда загорелся Большой дворец. Этот великолепный памятник русского зодчества горел три дня. Петергофцы долго видели зарево над дворцом. Главные архитектурные памятники превратились в руины. Особенно пострадал ансамбль Нижнего парка. Враги взорвали Большой дворец и Большой каскад, сожгли дворец Марли, Елизаветинский корпус Монплезира и оранжерею, разрушили Монплезир и Эрмитаж. С Большого каскада и других фонтанных сооружений они похитили монументальную скульптуру, в том числе и знаменитого «Самсона», вывели из строя фонтаны и водопроводную систему. Газоны, аллеи и парковые площади были испорчены и изрыты траншеями, противотанковыми рвами, заминированы. Погибли десять тысяч деревьев, что составляет более одной трети зеленого массива.
После освобождения Петергофа в 1945 г. он был переименован в Петродворец. Начались активные восстановительные работы. Первой разруху и страшное пепелище увидела М.А. Тихомирова, которая вместе с другими работниками музея в течение блокады прилагала все силы, чтобы сохранить экспонаты из Петергофа, что находились в Исаакиевском соборе. Свои воспоминания об этом тяжелом времени Тихомирова изложила в книге «Памятники. События. Люди».
На первом этапе в 1944–1945 гг. проводилось разминирование парка, расчистка аллей от завалов и зарослей, засыпка рвов, посадка деревьев, сбор сохранившихся фрагментов отделки зданий и установка на места спасенных статуй. В 1945 г. уже удалось открыть для посетителей Нижний парк, хотя внешний облик его все еще оставался плачевным. В то время, глядя на руины, оставшиеся от величественных памятников, было трудно представить, что когда-то они смогут возродиться в былом великолепии. Однако люди, измученные голодом и болезнями, жившие в страшных бытовых условиях, продолжали упорно вести восстановительные работы. Благодаря их самоотверженности и любви к выдающимся памятникам искусства и архитектуры стала возможной победа над невиданным хаосом развалин и обломков.
Памятник советским морякам-десантникам, защищавшим Петергоф от фашистских оккупантов
Второй этап восстановительных работ продолжался с 1945 по 1951 г. В это время реставрировались фонтаны, воссоздавалась утраченная декоративная скульптура. Наконец 26 августа 1946 г. были введены в действие Аллея фонтанов, Террасные и Итальянские («Чаши») фонтаны, водометы и водопады Большого каскада. А 14 сентября 1947 г. заработал фонтан с бронзовой группой «Самсон, разрывающий пасть льва». С 1947 по 1950 г. для Большого каскада изготавливались взамен похищенных декоративные детали: барельефы, гермы, маскароны, кронштейны, монументальные статуи «Тритоны», «Волхов», «Нева». В это же время начали функционировать крупнейшие фонтаны Нижнего парка: «Адам», «Ева», Менажерные, «Римские», «Нимфа», «Данаида», каскад «Золотая гора», фонтан-шутиха «Зонтик». В результате второго этапа реставрации возобновили действие семь фонтанов Монплезирского сада.