W połowie 1985 roku rozpoczęła się gruntowna modernizacja reaktora MARIA. Przedmiotem działań remontowych były:

• wymiana systemu sterowania na blokowy system aparatury reaktorowej SAKOR-B, przegląd i diagnostyka stanu grafitowych bloków stanowiących reflektor reaktora, uzupełnienie konfiguracji rdzenia o dodatkowe bloki berylowe,
• budowa osłony biologicznej stabilizatora ciśnienia, modernizacja urządzeń systemu chłodzenia reaktora,
• modernizacja systemów klimatyzacji i wentylacji reaktora,
• instalacja systemu obiegowej kontroli temperatur i przepływów w kanałach chłodzenia paliwa reaktora (system OKCR).

Po awarii reaktora energetycznego w Czarnobylu nastąpiła zmiana w podejściu do analiz bezpieczeństwa reaktorów jądrowych. W rezultacie prowadzonych analiz, reaktor MARIA został wyposażony w szereg nowoczesnych układów eliminujących wystąpienie określonych zdarzeń lub minimalizujących ich konsekwencje. Zainstalowano pasywny układ zalewania kanałów paliwowych wodą basenową w przypadku spadku ciśnienia w obiegu chłodzenia elementów paliwowych, zamontowano nowe konstrukcje poziomych kanałów wyprowadzających wiązki neutronów z reaktora.

Reaktor został ponownie uruchomiony w grudniu 1992 roku i od 1993 roku po przejściu przez procedurę rozruchu energetycznego, reaktor MARIA podjął normalną eksploatację, która trwa do dnia dzisiejszego.

Od wyłączenia reaktora EWA  w 1995, MARIA jest jedynym reaktorem jądrowym w Polsce. Warto podkreślić, że obecny program użytkowy reaktora niemal dokładnie odpowiada programowi wykorzystania, zaproponowanemu przed rozpoczęciem jego budowy.

Reaktor poddawany jest ciągłym modyfikacjom, które mają na celu poprawę jego bezpieczeństwa i  funkcjonalności związanych z programem jego wykorzystania. Najpoważniejsze zmiany dotyczą paliwa jądrowego. Pierwotnie w reaktorze MARIA eksploatowano paliwo o wzbogaceniu 80% w izotop 235U. W 2000 roku rozpoczęto wprowadzanie do eksploatacji paliwa o wzbogaceniu 36%, a we wrześniu 2012 – rozpoczęto testy paliwa poniżej 20% wzbogacenia. Również w 2012 dokonano modernizacji chłodni wentylatorowej.

W roku 2014 zakończono proces konwersji reaktora na paliwo niskowzbogacone, zmiana ta została połączona z modernizacją obiegu chłodzenia kanałów paliwowych – wymieniono główne pompy cyrkulacyjne i zainstalowano nowe pompy powyłączeniowe. W tym samym roku zakończono wywóz wypalonych elementów paliwowych do Federacji Rosyjskiej w ramach międzynarodowej Inicjatywy Redukcji Globalnego Zagrożenia (GTRI) pod auspicjami Departamentu USA ds. Energii i Międzynarodowej Agencji Energii Atomowej.

W 2023 roku przeprowadzono pierwszy etap dużej modernizacji reaktora.

Obecnie reaktor MARIA posiada zezwolenie na eksploatację do 2025 roku, a dzięki stale przeprowadzanym modernizacjom będzie mógł funkcjonować do 2053 roku.