Für den originalgetreuen Wiederaufbau der Frauenkirche mussten zunächst bauplanerische Grundlagen geschaffen werden. Ziel war es, die durch die Zerstörung der Kirche verloren gegangene Geometrie wieder zu finden und in Baupläne umzusetzen und an gegebener Stelle die Tragkonstruktion zu verbessern.

Glücklicherweise gab es verschiedene Quellen, die diese Arbeit unterstützten. In Archiven gab es noch historische Pläne und Grundrisse, die ausgewertet werden konnten. Auch die Sanierungsmaßnahmen im 19. und 20. Jahrhundert waren mit Aufmassen und Fotografien dokumentiert. 1993 wurde die Ruine fotogrammetrisch aufgenommen, um mittels der Fotografien die räumliche Lage bzw. dreidimensionale Form der Frauenkirche zu rekonstruieren. Diese Technik kam in anderer Form auch bei der Rekonstruktion der Kuppelgeometrie zum Einsatz, bei der in Ermangelung überlieferter Pläne alte Fotos herangezogen werden mussten. Schließlich war die Ruine selbst mitsamt der geborgenen Großteile und Einzelfundstücke ein immenser Informationsfundus.

Mit den gewonnenen Daten wurde mit modernster Computertechnik ein dreidimensionales Ausgangsmodell erstellt. Dies war nicht zuletzt durch den barocken Baustil mit den vielen gekrümmten Flächen eine Herausforderung. Doch so unverzichtbar der Computer als Arbeitsmittel war, die schöpferische Tätigkeit der Architekten und Ingenieure ersetzte er nicht. Sie waren besonders bei Konzeption und Berechnung der Stabilität und Standsicherheit gefragt.

Im Ergebnis orientiert sich der Wiederaufbau stark an den überlieferten und aufwändig rekonstruierten Tragstrukturen, korrigierte jedoch an mancher Stelle frühere Mängel. So wurden bspw. für das Mauerwerk verschiedene Ausführungsqualitäten festgelegt, ein stählerner Zugring mit besonderer Verankerung am Beginn der Innenkuppel integriert und die Zahl der Spannanker (ebenfalls stählerne Ringe), die die Kuppel zusammenhalten helfen, erhöht. Die Emporen werden nunmehr nicht mehr von Holzbalken sondern von Stahlträgern (wie sie übrigens bereits bei der Sanierung in den 1930er Jahren eingebaut wurden) getragen. Außerdem wurde die Verbindung der Emporenträger mit dem Mauerwerk verbessert.