Поступило много проектов от различных авторов и учреждений, в том числе от одной из японских фирм. Представил свой проект и академик А. Н. Крылов, крупнейший советский ученый-кораблестроитель. Его проект и был положен в основу работ.
Предполагалось выполнить подъем с помощью сжатого воздуха, нагнетаемого со строгим расчетом, в строго определенные, тщательно подготовленные, хорошо загерметизированные отсеки, добиваясь, чтобы линкор на всех этапах подъемных работ сохранял остойчивость в положении вверх килем. Боезапас предстояло выгрузить до начала операции. Подъем начать с кормовой оконечности, над днищем которой было всего два метра воды. А затем, когда корма окажется на плаву, поднимать нос. Чтобы проникнуть внутрь корабля, планировалось изготовить три шлюзовые камеры с двумя предкамерами и установить их на днище линкора — сначала в корме, а потом переставить ближе к носу. Полной уверенности в герметичности переборок линкора не было, поэтому решили забалластировать нижние отсеки песком — для придания кораблю поперечной остойчивости.
Летом 1917 года Марпартия начала установку шлюзовых шахт и выгрузку боезапаса. Это была трудная, опасная, поистине самоотверженная работа, не прекращавшаяся круглые сутки. Люди трудились в полумраке, при стопроцентной влажности, под давлением до 1,5 атмосфер, воздух был насыщен парами мазута и разлагающихся органических веществ. При необычном положении корабля на человека в любую минуту могли обрушиться незакрепленные механизмы, могли взорваться боеприпасы, вызвав пожар.
В начале ноября 1917 года кормовая оконечность линкора была поднята. Затем около пяти месяцев выгружались боеприпасы, шли работы по обеспечению плавучести кормовой части. Одновременно шлюзовые шахты были переставлены ближе к носу, а носовые отсеки подготовлены к осушению.
В конце марта 1918 года был поднят весь корабль. Четыре башни главного калибра и носовая боевая рубка остались на месте катастрофы глубоко в грунте.
После устранения крена «Императрицу Марию» вверх килем отбуксировали к берегу Северной стороны и поставили на бочки. С линкора выкачали мазут, выгрузили уголь, демонтировали и сняли многие механизмы. Наиболее трудоемкой операцией оказалось отделение 150-тонной кормовой боевой рубки. Ее крепления, а также ростры и другие выступавшие ниже палубы конструкции пришлось перебить взрывчаткой. Водолазы работали под кораблем в сложнейших условиях, на весу, в темноте. К концу мая все свисавшие части были удалены и начался ввод линкора в док. Докование корабля вверх килем проводилось впервые в мировой практике; позже этот метод был освоен итальянцами и англичанами.
Проект подготовки линкора к переворачиванию на ровный киль предусматривал герметизацию его носовой и кормовой частей с установкой в носу двух 400-тонных прямостенных понтонов. После выполнения необходимых подготовительных работ и вывода корабля из дока планировалось крепление на его днище 28 негодных орудий (1500 тонн) и заполнение междудонного пространства водой до получения начального крена на правый борт. Достигнутое таким образом резкое перемещение центра тяжести судна, а также впуск воды через отверстия правого борта в пространство между верхней и средней палубами должны были перевернуть линкор в прямое положение.
За 3,5 года в доке было выполнено до 75 % работ, предусмотренных проектом. Однако за это время на линкоре произошли местные деформации, а в бетоне дока стали появляться трещины. Дальнейшую подготовку пришлось прекратить, и в ноябре 1922 года корабль, наполненный сжатым воздухом, был выведен вверх килем из дока и поставлен на бочки в Северной бухте. Через несколько лет деревянные заделки пришли в негодность, герметизация нарушилась. Было решено восстановительные работы не возобновлять. В 1926 году силами ЭПРОНа линкор был введен в док и разрезан на металл.
Помимо Марпартии до ЭПРОНа судоподъемом занимались и другие организации — Кавгидрострой, Бюро производства работ НКПС, Совторгфлот, Архангельское отделение Госсудоподъема и т. д. В числе поднятых ими судов — танкер «Эльбрус» под Новороссийском, госпитальное судно «Народоволец» на Неве, пароход «Пахтусов» в Заполярье и другие.
Одной из крупных работ тех лет явился подъем «Народовольца» (водоизмещение 13 500 тонн, длина 140 метров, ширина 15,9 метра). Судно затонуло в 1920 году в Ленинграде у набережной Васильевского острова, напротив Горного института, потеряв остойчивость от проникновения воды через открытые иллюминаторы. Оно лежало с креном 96° на правый борт, днищем к берегу, погрузившись в воду до диаметральной плоскости. Подъем осуществляло специально созданное Бюро производства работ НКПС, одним из главных руководителей которого был корабельный инженер Е. С. Толоцкий.