Бронзовая отливка памятника имела два типа дефектов. Первый был связан с технологическими погрешностями при заливке металла в форму. Подобные дефекты литья обычно образуются при недостаточном количестве и маленьком сечении каналов для подвода расплавленного металла в форму. А может быть, металл был недостаточно нагрет перед заливкой, и его потоки в форме не слились, из-за чего образовались сквозные отверстия. На передней части бюста такое отверстие было закрыто заплаткой (зачеканено) и сохранилось во время пожара. В то же время, подобное отверстие на подбородке на гипсовой копии отсутствовало, что говорит о том, что оно было заделано либо выгоревшей мастикой, либо легкоплавким припоем.
В мае 1945 г. бюст Франческо дель Неро был подвергнут сильному нагреву во время пожара. При нагреве свыше 650 °С сплавы бронзы теряют пластичность и становятся хрупкими. Вероятно, бюст крепился при помощи прямоугольного штыря к мраморному постаменту. Это место имело высокую концентрацию напряжений, и при нагреве металл не выдержал: часть бюста в месте крепления была надломлена. Сам бюст опрокинулся назад, что привело к появлению значительных разрывов в задней части сладок плаща. Кроме этого, отливка имела несколько трещин, причиной появления которых могли быть либо напряжения, возникшие при падении, либо неравномерное расширение металла при нагреве и охлаждении при пожаре.
Патина, которая образовывалась на отливке в течение четырех столетий и имела значительную толщину, при пожаре преобразовалась в слой оксидов черного цвета, толщина которого достигала 0,3 мм. Коэффициент термического расширения оксида меди значительно отличается от коэффициента термического расширения бронзы. Это привело к отслаиванию и частичной утрате слоев оксида меди. При этом слой оксида меди нес более четкую информацию о первоначальном рельефе, поэтому для его сохранения было проведено укрепление при помощи 5%-ного раствора поливинилбутираля в спирте. В зависимости от толщины количество пропиток достигало от 5 до 8. Сквозные отверстия и разрывы металла закрывались акриловой мастикой. В качестве армирующей поддержки при восполнении значительных площадей использовался стеклохолст. Тонировки были выполнены тонким слоем гуаши, поверх которой был нанесен тонкий слой минерального воска.
Новый постамент с опорами был спроектирован и изготовлен Михаилом Тулубенским. Для монтажа бюста на опору были выбраны три точки, имеющие значительную толщину металла (5 мм и более) без трещин и видимых дефектов. Опора имела три шарнирных площадки со слоем вспененного полиэтилена на контактной поверхности, что способствовало равномерному распределению нагрузки. Установочные винты на опорных площадках позволили выровнять бюст по горизонтали и вертикали.