旅顺博物馆的文物保护工作目前由文物应用技术部全面负责，它的前身是20世纪50年代末期成立的修复室，1992年，组建技术部，1999年，又取消技术部，归入保管部，直到2007年，设置了文物应用技术部。下设书画装裱与修复器物修复与复制纺织品修复匣囊制作等岗位，每个岗位都有专业的技术人员，现有工作人员6名。2008年获得辽宁省文物局颁发的可移动文物修复二级资质证书，具备修复书法绘画陶瓷器铜器织绣古籍善本类文物的能力。现有书画修复室器物修复室纺织品修复工作间和匣囊制作工作间四个工作间，配备大型字画清洗台去离子水机密封抽风工作橱空气洁净屏超声波清洗机多功能除尘工作台环氧乙烷灭菌柜文物修复专用喷砂机便携式闪光X射线检查系统立体显微成像系统等先进文物保护修复仪器和设备。