2005年，为了庆祝同济大学的百年校庆，大礼堂进行了一场具有深远历史意义的改造工程。该工程总建筑面积达7000平方米，总投资为5000万元。工程于2005年11月启动，首先完成了加固和结构工程，于2006年9月结束。随后，装修、空调、幕墙和安装等工作在同年10月启动，工程于12月底基本竣工。

在2007年1月5日晚，新年音乐会在经过改建的新大礼堂揭开百年校庆系列活动的序幕。设计工作由同济大学建筑设计研究院负责，建筑师袁烽、陈剑秋和结构设计师郑毅敏共同参与。结构工程由上海百世建设有限公司建设，建筑装饰工作则由上海新国光建筑装饰工程有限公司等公司执行，音响及声学工程则由上海义诚电子工程有限公司负责调试。经过设计团队和工程人员的辛勤工作，尤其是施工人员的日夜赶工，新年音乐会得以按期在新大礼堂举行。

此次改造不仅涉及外观更新、室内装修和设施升级，还融入了节能理念。例如，通过屋面和室内保温，以及采用断桥铝门窗和机械联动采光通风系统。在节能新技术上，如“地源新风”系统，通过地下管道利用地下的恒温环境，显著降低空调运行成本，比传统系统节能20%。大礼堂的音响系统改建也备受好评，与上海大剧院和东方艺术中心的音响效果相当。

新年音乐会后，大礼堂将继续进行功能完善，以最佳状态迎接同济大学的百年庆典。这次改造工程不仅是对历史建筑的保护，更是对未来的绿色科技应用的一次实践，展示了大学对于可持续发展的承诺。