Важным направлением работы этого отдела является деятельность лаборатории, где изучают, расшифровывают и восстанавливают средневековые рецепты из лечебников и лекарственников; на основе фармакологии и фитотерапии готовятся противовоспалительные, противогрибковые и другие природные лекарственные средства, способные лечить некоторые заболевания и предотвратить грибковую коррозию манускриптов. Отдел описания и изучения рукописей и документов, написанных арабским алфавитом, занимается исследованием и подготовкой публикаций арабских, персидских, османских манускриптов, число которых в Матенадаране в настоящее время превышает 3 тыс. ед. хр. В Матенадаране хранятся довольно ценные документы на этих языках, которые исследованы и изданы факсимильно. Готовится к изданию полное описание хранящейся в Матенадаране коллекции Коранов на армянском, английском и арабском языках. Продолжается подготовка публикации имеющихся в Матенадаране грамот и купчих на персидском языке (опубликовано пять томов). В отделе хранения и научной обработки архивных документов насчитывается больше 100 тыс. различных оригиналов патриарших окружных посланий, указов, грамот и российских указов (например, Екатерины II, Павла I, Александра III, Николая II) и императоров других стран. Отдел сформирован на основе собрания оригиналов документов, переданных из Эчмиадзинского католикосата Армянской Апостольской Церкви (всего 42 тыс.). Кроме того, в отделе хранятся и архивные материалы личных фондов, их число превышает 500 тыс. Они являются бесценным источником для изучения исторической, экономической, политической, социальной, религиозной и культурной жизни не только Армении, но и других стран. Отдел реставрации и сохранения манускриптов был сформирован в 1939 г. и до настоящего времени является единственным в своём роде во всём регионе. Отдел выполняет работы по восстановлению и «лечению» рукописей, архивных документов, старопечатных книг, картин и графических работ, пострадавших от влаги, огня, грибков, бактерий, насекомых и грызунов или подвергшихся воздействию коррозии. Наряду с новейшими методами здесь используются и средневековые рецепты из рукописных собраний Матенадарана. Реставрационный отдел оснащён современным оборудованием. С 1940 г. в Матенадаране издаётся научный арменоведческий периодический журнал «Банбер Матенадарани» («Вестник Матенадарана»). Первые два номера, включающие материалы конференций, проведённых раньше в Матенадаране, под названием «Сборник научных материалов», появились в 1941 и 1950 гг. Начиная с третьего номера, изданного в 1956 г., сборник имеет современное название. В журнале публикуются работы как сотрудников Матенадарана, так и специалистов, предоставляющих исследования, переводы или тексты, в основном, по армянской медиевистике. Директоры Матенадарана: в 1945–1982 гг. – академик Левон Степанович Хачикян, в 1982–2007 гг. – академик Сен Суренович Аревшатян, с 2007 по 2016 гг. – член-корреспондент Грачья Грантович Тамразян.