Le opere sono state ripartite in tre fasi: Dicembre 2009 – Novembre 2010, Settembre 2011 – Gennaio 2012 e Luglio 2012 – Gennaio 2013

Dicembre 2009 – Novembre 2010

La prima fase si è preliminarmente concentrata sulla ricostituzione dell’originale continuità spaziale tra le diverse parti dell’area, attraverso l’esecuzione delle demolizioni e rimozioni necessarie e la realizzazione delle principali opere di restauro conservativo interno, volte al recupero della matericità delle superfici autentiche delle strutture portanti in cemento armato a vista, segnate dal tempo e dall’uso.

Questa operazione, una sorta di "scavo archeologico", ha permesso di riportare gli spazi del Memoriale al proprio aspetto originario, restituendo così a questo luogo la sua condizione di documento e reperto.

Nel primo stralcio è stata demolita una parte consistente del solaio portante del piano terreno verso strada, per realizzare un unico spazio a doppia altezza col piano interrato. Al suo interno sono state realizzate le strutture in cemento armato e in acciaio a vista della futura biblioteca, che comprendono il cosiddetto "muro ovest" coi suoi ballatoi, sul quale verrà successivamente allestita la libreria in legno principale.
Il grande solaio al piano interrato su cui appoggia la biblioteca e in futuro l’auditorium, è stato costruito con una speciale tecnologia che isola questi ambienti dalle vibrazioni prodotte dal passaggio dei treni sul soprastante piazzale dei binari.
Sono stati inoltre realizzati il blocco uffici della Fondazione Memoriale della Shoah di Milano e il nucleo servizi igienici del piano terra, oltre ai volumi degli ascensori e al cilindro in cemento armato appeso al solaio del piano rialzato (40 tonnellate) che conterrà la scala di accesso al piano interrato.

Settembre 2011 – Gennaio 2012

Nella seconda fase dei lavori si sono realizzati: i serramenti di facciata col restauro delle cancellate esistenti; la rampa dell’atrio d’ingresso che consente l’accesso agli spazi interni; le murature del guardaroba, delle postazioni di ricerca, del bookshop e della sala regia; i pavimenti in cemento industriale lisciato (esclusi biblioteca e auditorium); le strutture portanti del Luogo di Riflessione nella zona dei binari.
Sono inoltre costruiti la scala di accesso al piano interrato e il secondo nucleo dei servizi igienici.
Sul versante tecnologico si è provveduto a dotare il Memoriale dei necessari impianti.

Particolare valore simbolico ha assunto l’inserimento, nella banchina di fronte al previsto Muro dei Nomi, di venti targhe in cemento con caratteri in bronzo che ricordano tutti i convogli di deportati, di cui ad oggi si ha notizia, partiti da questa area per i campi nazifascisti di sterminio, di concentramento e di transito.

Il 26 gennaio 2012, è stata posata la prima di queste targhe, in memoria del convoglio del 30 gennaio 1944 Milano–Auschwitz, col quale, tra gli altri, è stata deportata anche Liliana Segre.

Luglio 2012 – Gennaio 2013

L’ultima tranche di opere realizzate comprende al piano terreno il completamento dell’atrio d’ingresso, del muro dell’Indifferenza, della rampa di accesso e la realizzazione del Luogo di Riflessione.

Nell’area dei binari "Memoriale" è stata completata la posa delle targhe che ricordano i convogli delle deportazioni, è stata collocata la passerella di collegamento tra le due banchine e sono stati restaurati i quattro vagoni originali a cura del C.I.F.I. (Collegio Ingegneri Ferroviari Italiani – sezione di Milano). È inoltre stata completata la scala circolare appesa di collegamento col piano interrato, dove è stata realizzata la parte edile dell’auditorium e completato il sistema del foyer e dei servizi per il pubblico.

Sono state inoltre completate tutte le dotazioni impiantistiche meccaniche ed elettriche ed è stato realizzato l’intero sistema di illuminazione del piano terreno.
La facciata è stata pulita ad opera di Grandi Stazioni ed è stata realizzata la pavimentazione della piazza Edmond J. Safra a cura del Comune di Milano.

Le opere e le lavorazioni ancora in fase di completamento riguardano cinque principali ambiti: la biblioteca, l’auditorium, gli allestimenti permanenti, gli spazi di supporto e l’ingresso nord.

La biblioteca sarà dotata della scala e dell’ascensore interni, oltre che dell’involucro in vetro e ferro che dovrà isolare dal rumore l’intero volume. Saranno completati i ballatoi in acciaio, realizzati i pavimenti e la rampa di collegamento con l’archivio, montati tutti gli arredi su misura: librerie e scalette di servizio, tavoli per lo studio e la consultazione, il desk di accoglienza e la postazione bibliotecari. Dovranno altresì essere realizzati gli impianti ordinari, antincendio e il sistema di illuminazione.

L’auditorium sarà allestito con le poltroncine, il palco e i suoi arredi e la sala regia.
Verrà altresì completato il sistema delle uscite di emergenza e saranno realizzati gli impianti di illuminazione, audio e videoproiezione.

Una parte particolarmente significativa delle opere di completamento è rappresentata dagli allestimenti permanenti previsti nell’area centrale del Memoriale: la postazione di accoglienza, l’Osservatorio, il Monolite introduttivo e le sette Stanze delle Testimonianze, oltre al Muro dei Nomi definitivo, da realizzare sull’intero sviluppo della seconda banchina interna che si estende per 67 metri.

Gli spazi di supporto da completare sono, al piano terreno, il guardaroba generale e il bookshop; al piano interrato la sala Memoriali, l’archivio della biblioteca, il guardaroba del foyer dell'auditorium, le scalette di collegamento col patio.

L’ingresso nord dovrà essere completato col sistema scala–piattaforma monta–persone e con l’inserimento dell’ascensore nell’apposito volume già realizzato.

Una consistente parte di queste lavorazioni potrà essere realizzata in officina e montata in sito. Le opere più complesse e impegnative quali la biblioteca, il completamento dell’auditorium e l’allestimento degli spazi di servizio, potranno essere effettuate anche senza interrompere l’accesso del pubblico al Memoriale, testimoniando in presa diretta il processo di completamento come attività offerta alla vista dei visitatori.