Trước đây có thời gian các hạng mục di tích gốc của Thành cổ Biên Hòa bị xuống cấp nghiêm trọng. Các bức tường bị nứt và bong tróc, nhiều chỗ ẩm mốc. Rễ cây cổ thụ ăn xuyên qua tường làm nứt nhiều nơi. Sàn gạch bị bong, hệ thống mái cũng mục nát dẫn đến tình trạng thấm dột trầm trọng. Ngoài ra, hệ thống tường có nhiều đoạn đã bị sập đổ, cổng thành đã mất... Theo thẩm định của cơ quan chức năng, mức độ tổn thất của tường thành là 70%, còn nội thất trang thiết bị của nhà cổ phía tây đã hỏng hoàn toàn, thang và cửa hỏng 90%.[8]

Năm 2014, UBND tỉnh Đồng Nai đã đầu tư hơn 41 tỷ đồng cho giai đoạn 1 của dự án trùng tu, tôn tạo di tích này nhằm bảo tồn nhà cổ phía đông, nhà cổ phía tây và hệ thống tường thành, bên cạnh đó xây mới nhiều công trình phụ khác và trưng bày hiện vật.[1][9]