В 1999 году в преддверии праздника Рождества Христова храм был передан Тульской епархии. Кровлю его починили на средства прихожан и благотворителей, но устранить до конца недочеты поспешной реставрации не удалось. 29 марта 2004 года на звонницу Николо-Зарецкой церкви подняли семь колоколов, изготовленных в Воронеже по технологии древнерусских мастеров. Также отреставрировали нижний храм с трему алтарями. В 2006 году освящен алтарь во имя апостола Андрея Первозванного, в 2007 — алтарь во имя святых царственных страстотерпцев Николая, Александры, Ольги, Татианы, Марии, Анастасии и Алексия, в 2008 — главный алтарь во имя святителя Николая Чудотворца. Ведутся работы по благоустройству двух колонн — у подножия их будут установлены напольные восьмигранные киоты.
При храме действуют воскресная школа и библиотека. По воскресеньям проводятся духовные беседы со взрослыми. В 1996 году был открыт историко-мемориальный музей «Некрополь Демидовых» — филиал объединения «ТОИАЛМ». Он расположен в одноэтажном бывшем жилом доме, построенном в конце 1920-х годов на территории церковного сада. Музей включает в себя вводный зал с экспозицией «Демидовы и Тульский край» и внутрицерковную родовую усыпальницу Демидовых в Николо-Зарецком храме. Это единственное сохранившееся в России внутрицерковное захоронение представителей первых поколений Демидовых