Desde su aparición se han tratado de hacer dibujos copiando la imagen que la Virgen dejó en las manos del cacique Coromoto.

El primer acercamiento a una posible intervención de la reliquia de Coromoto, lo solicitó el obispo de Guanare Monseñor Ángel Polachini en 1987, cuando solicitó que un experto en restauración fuera enviado por el Vaticano a Guanare.  Este la analizó y recomendó no tocarla, pues el riesgo de destruirla en el proceso era muy grande.

Por más que se ha protegido la imagen,  no ha sido posible escapar de los efectos del tiempo y el deterioro que éste trae consigo. Esta situación fue el impulso para que los miembros de la Fundación María Camino a Jesús, con sede en Maracaibo, a partir del año 2002 iniciaran una campaña para restaurar la reliquia de la Virgen con el apoyo del Padre José Manuel Brito, rector del Santuario Nacional de la Virgen de Coromoto.

El 22 de Julio 2008 hubo un robo a la Basílica de Guanare, donde pretendieron llevarse la imagen de la Virgen de Coromoto. Los asaltantes rompieron el

vidrio de protección y  tomaron el relicario pero milagrosamente la imagen de la Virgen cayó y no se la pudieron llevar.

En el año2009, a solicitud del quinto Obispo de Guanare, Monseñor José Sotero Valero Ruiz, el Episcopado Venezolano tomó la decisión de permitir un tratamiento de conservación en un laboratorio especial instalado en el propio Santuario, por parte de  la Fundación María Camino a Jesús, encabezada por José Luis Matheus. Se instaló un laboratorio en el propio Santuario y la labor comenzó del 9 hasta el 15 de marzo 2009.

El relicario donde estaba la reliquia desde 1652 había sido cambiada a un nuevo relicario en 1948 y allí permanecía desde ese entonces. El relicario no se podía abrir y se temía que, por el paso del tiempo, cuando esto ocurriera, se desvaneciera.  Se trató por varios métodos de abrirla y no se pudo, cuando la especialista la colocó sobre la mano del sacerdote esta automáticamente se abrió sola. Sin duda, la Madre de Dios quería abrirse en las manos de una persona consagrada a Dios.

Al abrirla se vió que la imagen estaba pegada del vidrio.  Para despegarla se pensó que el proceso llevaría 4 días, todo esto dentro de las mayores normas de higiene y cuidado.

Para sorpresa de todos, esto se realizó en solo 18 minutos.  Se analizó el agua que se le colocó para desprenderla y el mismo arroja que es completamente pura sin ningún ácido o base en su composición. La imagen, muy deteriorada, estaba fracturada, tenía hongos y una mancha de óxido. Sin manipularla ni aplicar químicos, comenzó a desprenderse sola. La imagen se blanqueó sin utilizar químicos: Blanqueamiento natural (estabilización del PH). Al medir el ph del soporte y contenedor, encontraron acidez, todo estaba contaminado, excepto la imagen, que se mantiene con un ph neutro. 

La Virgen de Coromoto, permitió únicamente ser lavada en el agua destilada (pura), para poder evitar la mancha que la cubría (contaminada – oscura, símbolo del pecado).  Ella que es misericordiosa, pide que la imitemos, que volvamos a la santidad a través del agua del bautismo.

Los investigadores observaron que la figura era de un solo trazo y una sola densidad de tinta, además que los pigmentos no estaban adheridos a nada, por el contrario, a cierta distancia se distinguen pequeñas tiras de fibras que hacen el contorno de la Virgen y pareciera que flotaran. Existe un tramado de aparentes cañas en la parte posterior a la imagen de la Virgen. Detrás como fondo de la imagen lo que se ve es el interior de una choza indígena. El niño Jesús se observa sentado en el regazo de la Virgen con corona indígena.   La pintura está realizada en un solo trazo. En la parte inferior de la reliquia, pueden verse las manos de la Virgen que circundan al Niño Jesús.

También se encontró que, los ojos de la Virgen miden menos de 1 milímetro (aproximadamente 2 micras), y en ellos se encuentra la presencia del iris así como todas las características de un ojo humano. A la luz del microscopio se distingue con claridad el orbe

ocular, el conducto lacrimal, el iris y un pequeño punto de luz en el mismo. Al profundizar en el estudio del ojo izquierdo de la Virgen, se pudo observar las imágenes de unas figuras humanas con características indígenas.  

Lo más sorprendente del proceso, es el comentario de los dos restauradores Pablo Enrique González, Nancy Morella Jiménez y la química especialista en papel Pía Rodríguez. Nosotros simplemente fuimos instrumento, la imagen se restauró sola y en el tiempo concedido por el Obispo. Concluyeron que la estampa que tradicionalmente se ha tenido de la Virgen de Coromoto, notablemente europea, difiere del testimonio impreso dejado en la mano del cacique de los Cospes, según lo expresa Pablo González, miembro del equipo restaurador. 

La Santa Reliquia se ha conservado milagrosamente y fue restaurada milagrosamente.

En el año 2017 hasta el día de hoy, bajo la dirección de Monseñor José de la Trinidad Valero, la Asociación Civil Coromoto 1652, comenzó unos nuevos estudios de la imagen que continúan realizándose.

 La Virgen en sus apariciones, solo ha dejado dos testimonios materiales en el mundo entero, el primero en la ciudad de México en la Tilma de San Juan Diego, Nuestra Señora Emperatriz de América, La Morenita, La Virgen de Guadalupe en 1.531 y la segunda en Venezuela al Cacique Coromoto y su familia en 1.652.