Aufgrund der neuen Funde und der Anpassung bereits vorliegender, bisher nicht anfügbarer Fragmente wurde der Löwenmensch ein zweites Mal professionell restauriert. Die Arbeiten in den Werkstätten des Landesamts für Denkmalpflege in Esslingen 2012/13 unter Federführung.von Nicole Ebinger-Rist glichen einem gigantischen Puzzle.
Zu Beginn der Arbeiten musste die Figur wieder in ihre Einzelteile zerlegt werden. Bis zum Abschluss der Restaurierung im Herbst 2013 wurde der Löwenmensch aus insgesamt knapp 300 Bruchstücken neu zusammengesetzt. Dabei konnten von mehreren hundert, überwiegend sehr kleinen Fragmenten aus den Ausgrabungen 2009 - 2011 und aus dem Altbestand rund 70 neu an- bzw. eingefügt werden. Vor allem im Bereich des Kopfes, im Rücken und auf der rechten Körperseite konnte die Skulptur weiter vervollständigt werden. Auf im Zuge der ersten Restaurierung eingebrachte künstliche Ergänzungen wurde verzichtet.
Eine früher geäußerte Vermutung, die Figur sei während der Bergung massiv beschädigt worden, ließ sich im Zuge der Neurestaurierung nicht belegen. Die Statuette war - bedingt durch die lamellare Struktur des Elfenbeins - während der jahrtausendelangen Lagerung im Höhlensediment in zahlreiche Einzelteile zerfallen.