Zwei grosse Restaurierungen am Basler Münster fanden im 19. Jahrhundert statt, jene des Innenraums von 1852 - 1857 und jene der Aussenfassade von 1880 - 1890, welche noch heute das Aussehen des Baus bestimmen. Mitte des 19. Jahrhunderts wurden mit dem Einbau einer neuen Orgel massive Umbauten in der Kirche vorgenommen. Vor allem im Chor- und Vierungsbereich fanden Veränderungen statt: Der Lettner wurde abgebrochen und im Westen als Orgelempore wiederverwendet. Die westliche Krypta wurde zerstört und aufgefüllt und die Vierung tiefergelegt, die sich dadurch auf gleichem, durch den Bauschutt erhöhtem, Niveau mit dem Hauptschiff und dem Querschiff befand. Die Brücken, die den Chor mit dem nördlichen und südlichen Anbau verbanden, sowie die Treppen, welche von den östlichen Seitenschiffjochen in den Chorumgang hinauf führten, wurden ebenfalls abgebrochen. Stattdessen führte neu eine breite Treppe von der Vierung in den höher gelegenen Chorbereich. Das mittelalterliche Chorgestühl, welches ursprünglich in der Vierung stand, wurde auseinandergenommen und erfuhr eine Neuaufstellung in den Querschiffen und in der Mitte des breiten Choraufgangs. Eine grosse Anzahl von Grabsteinen und Epitaphien wurde aus der Kirche entfernt. Zudem schlug man den zum Teil mit Malereien versehenen Verputz von den Wänden und bearbeitete deren Oberfläche mit dem Stockhammer. Dies geschah in der Absicht, dem Innenraum die "natürliche Steinfarbe" zurückzugeben. Die Reste der alten Fenster wurden entfernt und durch neue farbige ersetzt; die unvollendet gebliebenen Gewölbe der Emporen weiter ausgebaut. Im Mittelschiff erhielt die Kanzel neben einem neuen Aufsatz in gotischem Stil auch einen neuen Platz und wurde um drei Pfeiler Richtung Osten versetzt. Das heute im Historischen Museum Basel ausgestellte Häuptergestühl wurde während dieser Umbauphase aus der Kirche entfernt und zunächst in einem Magazin untergebracht. Der Einbau einer Heizung und die neue Bestuhlung der Haupt- und Nebenschiffe schlossen diese Innenrestaurierung unter der Leitung von Amadeus Merian und Christoph Riggenbach ab.

Zwischen 1857 und 1879 wurden nur die notwendigsten Unterhaltsarbeiten ausgeführt. Die Bauschäden am Äussern der Kirche nahmen jedoch zu und es folgte von 1880 bis 1890 eine grosse Aussenrestaurierung unter Heinrich Reese. Diese wurde von privater Seite unterstützt, indem eigens dafür der Münsterbauverein gegründet wurde, der sich nach der Vollendung der Restaurierung am 12.12.1890 jedoch wieder auflöste.
An der Westfassade wurden einzelne schlecht erhaltene Teile, wie z.B. die Martinsfigur, durch eine Kopie ersetzt. Trotz der dagegen plädierenden Expertenmeinungen wurde die rotbraune Ölfarbe von der Fassade entfernt, um die Steinsichtigkeit des Münsterbaus zu erreichen. Eine Kopie aus Stein ersetzte die hölzerne Fensterrosette des Glücksrades am nördlichen Querhaus (das Original befindet sich heute im Museum Kleines Klingental Basel). Ebenfalls ersetzt wurde der alte hölzerne Dachstuhl durch eine Eisenkonstruktion; die Bedachung erfolgte mit neuen maschinell hergestellten farbigen Ziegeln.