Negli anni 1926-30, durante le pause estive della stagione dei concerti, furono effettuate all'interno del monumento indagini archeologiche condotte dagli archeologi Giulio Quirino Giglioli e Antonio Maria Colini. Venne integralmente scavata la cella sepolcrale, successivamente protetta da una struttura muraria provvisoria e resa accessibile attraverso una scala di ferro, che scendeva dal pavimento della sala per concerti.

Inoltre, mediante l'esecuzione di strette gallerie, che non interferirono con la regolare attività dell'Auditorium, fu possibile esplorare l'intera sezione del monumento, dal muro esterno alla camera sepolcrale, individuandone le caratteristiche essenziali e ponendo le basi per la realizzazione dei primi studi ricostruttivi di carattere scientifico.

Sulla base del Piano Regolatore del 1931 e del Piano Particolareggiato del 1932, che prevedevano l'isolamento del Mausoleo e la realizzazione di una nuova piazza, secondo il progetto redatto dall'arch. Morpurgo, a partire dal 1934 si procedette alle demolizioni del circostante quartiere tardo-rinascimentale.

Negli anni 1936-1938 il monumento stesso fu liberato dalle strutture relative all'Auditorium, definitivamente chiuso.

In occasione dell'inaugurazione, avvenuta il 28 ottobre 1938, circa un mese dopo quella del padiglione ospitante la ricomposta Ara Pacis nell'anniversario del bimillenario augusteo, i lavori di restauro del Mausoleo, eseguiti in base al progetto di sistemazione finale elaborato da Antonio Muñoz, erano in realtà ultimati soltanto sul lato occidentale esterno verso via Ripetta e proseguirono fino al 1942, quando furono interrotti per i sopravvenuti eventi bellici.

Gli ultimi interventi di sistemazione dell'area circostante il Mausoleo, eseguiti negli anni 1950-52, hanno conferito al monumento il suo aspetto attuale.