V roce 2001 byl zpracován stavebněhistorický průzkum (SHP) brněnské vily Grety a Fritze Tugendhatových. Samostatné kapitoly SHP tvoří uměnovědné a teoretické analýzy našich předních historiků umění a teoretiků architektury a dále zhodnocení vily v kontextu světové moderní architektury a také z hlediska památkové péče s důrazem na výjimečnou autenticitu domu.
Vzhledem k mimořádnému významu stavby byl SHP zpracován jako nadstandardní. Za tímto účelem byla sestavena multiprofesní skupina historiků umění, památkářů, archivářů, teoretiků architektury, zahradních architektů a přírodovědců pod vedením Karla Ksandra. Šlo převážně o tým odborníků, kteří zpracovali SHP pražské Müllerovy vily od architekta Adolfa Loose, za něž byli spoluoceněni cenou Evropské unie pro kulturní dědictví Europa Nostra za příkladnou obnovu stavby v letech 1997–2000.
Při zpracování SHP vily Tugendhat bylo nezbytné prostudovat veškerou dostupnou literaturu a odborné publikace, týkající se stavby od doby jejího vzniku. Vedle soudobých recepcí vily, publikovaných W. Riezlerem, J. Bierem, L. Hilberseimerem a samotnými stavebníky na stránkách časopisu Die Form a Der Baumeister v roce 1931 se stala jedním z nejdůležitějších pramenů publikace The Modern House od F. R. S. Yorka, která vyšla v roce 1934 v Londýně. Podrobným archivním průzkumem byla doplněna, opětně prověřena a případně poopravena všechna dosud literaturou uváděná fakta. Nejpřínosnější a nový byl objev průpisu stavebního povolení pro vilu Grety a Fritze Tugendhatových ze dne 26. října 1929 s celkem 36 podmínkami stavebního úřadu Zemského hlavního města Brna a plánů všech podlaží vily s vodovodními rozvody a se zakreslenými zařizovacími předměty v archivu Brněnských vodáren a kanalizací a. s. Velmi cenné jsou materiály z pozůstalosti brněnského architekta Františka Kalivody, uložené v Muzeu města Brna. Kalivoda.
Dále byly shromážděny prakticky veškeré u nás dostupné plánové materiály, především plány uložené v Muzeu města Brna, a v informativní náhledové formě i plány uložené v Miesově archivu v Muzeu moderního umění v New Yorku. Cenným archivním pramenem je podrobné geodetické zaměření vily Tugendhat, pořízené na jaře 1969 a uložené v archivu Národního památkového ústavu – Územní odborné pracoviště Brno. Toto zaměření má klíčový význam pro obnovu vily, neboť jsou zde zakresleny původní zařizovací předměty, radiátory, vypínače apod.
V rámci vlastního průzkumu stavby jako hmotného pramene byl proveden podrobný popis a fotodokumentace stávajícího stavu domu. Za tímto účelem byly shromážděny veškeré dostupné fotografie vily z meziválečného období, ke kterým byly pořízeny pro nezbytnou konfrontaci shodné záběry stávajícího stavu. Byly sestaveny soubory fotografií z poválečného období, zejména z konce 60. let, dále z roku 1980, kdy byla vila již ve vážném havarijním stavu, a z roku 1985, kdy byla dokončena obnova vily. Součástí terénního průzkumu byly také průzkumy přírodovědné, konkrétně stratigrafie nejpodstatnějších povrchů (omítky, nátěry apod.), které jsou zdokumentovány na fotografiích jednotlivých nábrusů ve velkém zvětšení a rovněž na fotografiích v UF záření pro lepší vyhodnocení jednotlivých vrstev. V souvislosti s fyzickými průzkumy byly zpracovány i náměty pro památkově – restaurátorskou obnovu stavby.
Byl pořízen soupis a zhodnocení vnitřního mobiliáře včetně dokumentace současného stavu autentických prvků dochovaných na území České republiky i v zahraničí. Průzkumu byla podrobena zahrada s vyhodnocením návrhu zahradních úprav z roku 1930, na kterém měla vedle Miese velký podíl brněnská zahradní architekta Markéta Roderová-Müllerová. Zároveň byla určena původní skladba rostlinného inventáře (včetně zimní zahrady) a provedena podrobná inventarizace současného rostlinného inventáře s vyhodnocením původnosti, stáří a vhodnosti v kontextu výsadby provedené při dokončení stavby.
Do SHP byla zahrnuta také svědectví doposud žijících osob, které v minulosti byly s tímto objektem v kontaktu. Nejdůležitější výpovědi podali autoři projektu obnovy vily z let 1981–1985 Ing. arch. Jarmila Kutějová a Ing. Josef Janeček, dále paní Zdeňka Strouhalová, která navštěvovala vilu v letech 1959–1961 v rámci ozdravné rehabilitace. Cenná svědectví včetně rodinných fotografií poskytli příslušníci rodiny Tugendhat.
V rámci činnosti Studijního a dokumentačního centra ve vile Tugendhat, které bylo založeno v roce 2005, byl stavebněhistorický průzkum doplněn o nové prameny a informace. Tato vědeckovýzkumná práce stále pokračuje.