La tour et la flèche médiévales ont été démontées, au milieu du XIXe siècle, par l'architecte Eugène Viollet-le-Duc, pour prévenir un risque d'effondrement, consécutif à des vents violents et à une tornade, en 1845, peu après la restauration de l'ouvrage par son confère François Debret. Depuis lors, la basilique est demeurée sans tour nord, et sans flèche, la tour sud n'en ayant jamais porté.
Le projet de reconstruction porté par les collectivités territoriales et l'association Suivez la flèche a été présenté à la Commission nationale des monuments historiques, le 30 janvier 2017. Partagés sur le principe de la reconstruction, les membres de la Commission ont proposé à la ministre de la Culture trois conditions impératives : valider l'utilité sociale du chantier, l'adhésion et la participation populaires ; apporter toutes assurances quant à la capacité du massif occidental à supporter cette reconstruction ; avoir des garanties quant à l'autofinancement du projet, pour réserver les crédits de l'État à la restauration des parties anciennes de la basilique.
L'association a immédiatement commandé à Jacques Moulin, architecte en chef des monuments historiques, une étude visant à déterminer les travaux nécessaires à la consolidation du massif occidental, qui vient d'être remise. Le maire de Saint-Denis, le président de Plaine Commune et la présidente de la région Île-de-France ont affirmé leur soutien au projet.
Un comité scientifique, présidé par Philippe Plagnieux, professeur d'histoire de l'art du Moyen Âge, et composé de spécialistes de l'art médiéval, de l'architecture, de l'archéologie et d'ingénieurs, a été constitué le 10 août 2017 pour assister les services de l'État, et notamment la direction régionale des affaires culturelles d'Île-de-France, dans le suivi et le contrôle de ce chantier exceptionnel.
La convention-cadre signée ce 17 mars prévoit les conditions dans lesquelles l'association versera à l'État les crédits nécessaires à la réalisation, sous maîtrise d'ouvrage de la DRAC d'Île-de-France, de la consolidation du massif occidental de la basilique. Elle précise également les modalités de l'occupation par l'association des espaces nécessaires à la conduite de la reconstruction proprement dite, et à l'établissement du « village de chantier » et du « belvédère », ouverts au public, dont le droit d'entrée permettra, outre les mécénats collectés, de financer l'opération, prévue pour une durée de 10 ans.
Parallèlement, les travaux de restauration du monument, conduits par la DRAC d'Île-de-France, se poursuivent : après la spectaculaire restauration des portails occidentaux et de leurs admirables sculptures, les principaux chantiers concernent le mur sud de la nef et la rose sud.
Ce projet de restitution devrait, outre sa dimension pédagogique et sociale, renforcer l'attrait de ce monument majeur du patrimoine national, considéré comme l'une des premières grandes réalisations de l'art gothique en France et en Europe, et abritant la nécropole principale des rois de France, dont le Centre des monuments nationaux assure l'ouverture au public.