Pour la SNCF, ce chantier était devenu "indispensable" pour "améliorer la lisibilité fonctionnelle et spatiale de la gare dans son ensemble, moderniser la galerie et la mettre aux normes de sécurité [éclairage et sonorisation de l'espace, ndlr] ainsi que lui donner une envergure nouvelle avec une offre commerciale de qualité". Les architectes d'Arep ont choisi d'ouvrir la galerie sur la ville côté cour Chalon et ont, pour cela, rénover les huit grandes verrières, aux structures métalliques repeintes et aux verres pour partie remplacés, situées juste en face des peintures murales. En 2017, le chantier de la rénovation des 2.000 m2 de la façade extérieure, côté cour Chalon, débute. Les menuiseries sont refaites à l'identique et les pierres, dégradées, sont remplacées. L'agence veut mettre en lumière les blasons des villes en mosaïques et les parements, alors nettoyés. En outre, des sculptures illustrant un bestiaire refont surface sur la façade. Toujours sur cette même façade, la marquise historique, jusqu'alors dissimulée par la toile d'une billetterie provisoire, est dégagée, restaurée et renforcée.