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民國34年8月二次世界大戰結束，開羅宣言規定日本需歸還自1895年以後取自中國的土地。10月25日中華民國政府派陳儀來臺接收，在臺灣設立臺灣行政長官公署，原臺北州改稱臺北縣，由連震東接收，北投庄改稱北投鎮，鎮長初由官派。光復後由北投鎮公所接手管轄，維持日治時期的管理人制。
光復初期，關渡宮前的關渡街是淡水河進出北投鎮的吞吐口，是通往關渡火車站的唯一要道，經多年戰亂破損不堪，民國39年世居關渡街的陳紅英與關渡宮管理人陳水藤首先發起居民樂捐修建關渡街，獲得街民支持順利完成。當時關渡宮也需重建，但廟方管理單位北投鎮公所並無修廟預算。民國42年陳紅英與眾多關渡漁民基於感恩媽祖庇佑，在北投鎮長廖樹、副鎮長郭元禮、關渡宮管理人陳水藤、關渡里長黃元壽支持下發起成立重建委員會，由陳紅英掛名「重建人」，邀請關渡出身的漁民及從事建築業的黃定等先生參與。
新建築從民國43年底開始興工，46年落成，建物為前媽祖，後觀音二殿，兩側室仔供奉三官大帝、文昌帝君、註生娘娘的傳統格局。此次修建經費未見徵信碑，但由關渡宮正殿四點金石柱分由廖樹、郭元禮、陳水藤、黃元壽四人署名，可知重建工程由北投鎮公所主導，陳紅英並於正殿內乾隆46年鄧大鳯原立四點金柱石柱上署「重建人陳紅英」等字，另與黃定於拜殿捐獻花鳥石柱。至民國51年，關渡宮即維持官、民並存的運作模式，官方的管理人由北投鎮公所指派，民間則負責重修事業，黃定並於民國46年繼陳紅英擔任召集人。
民國52年葛樂禮颱風重創臺北，淡水河積水不退，水利單位發現關渡宮對岸觀音山延伸到淡水河的山勢「獅子頭」，與關渡丘陵延伸至淡水河之象鼻地形相挾自然形成「獅子頭隘口」，原是天然漁場，卻成為颱風來時妨礙臺北平原淡水河下游排水的原因。
民國53年政府將獅子頭地形炸毀，剷平象鼻山，遷移象鼻山上的慈航寺及五十七戶民宅，以拓寬淡水河道，導致關渡地區地形、地貌巨變。為因應此新局，黃定邀集陳有福等地方人士開始籌劃成立管理組織來規劃關渡宮重建事宜。當時廟宇通行的管理組織名稱為「（廟名）管理委員會」，但關渡宮卻擬成立「董事會」，遂未獲政府同意，停留於籌備時期，而黃定先生膺選為首任理事長。
黃定先生的構想是以朝天宮的五軒起建築格局規劃重建關渡宮，先後邀潘澤漢、潘澤儀建築師協助規劃建築空間。首先將正殿媽祖殿墊高十尺，三川殿建築線前推五十尺，建立五軒起三縱列大建築，接著挑高正殿，再將廟兩側室仔拆除新建觀音殿及文昌殿，即正殿為媽祖殿，左側為觀音佛祖殿供奉觀世音菩薩，右側為文昌帝君殿供奉文昌帝君及關聖帝君、註生娘娘。原觀音殿改建為三樓高凌霄寶殿，底層為財神殿，並打通至知行路，外闢停車場。另打通古佛洞，新建千手觀音殿及觀景平臺，另以象鼻山屋宇拆遷所遺留之棄石，整建後山的靈山公園。
三川殿及正殿的整建工程約在民國54年至58年間完成，其木構承作則聘請名師黃龜理先生負責造作，並新雕鎮殿媽祖、觀音及文昌三神佛聖像。同時黃定先生墊資收購位於關渡宮後山坡地千餘坪，整建為廣渡寺，中央正堂為黃定先生獨資建築，董事會決議應歸由黃定家族永遠供奉歷代祖先神位，其前為地藏王菩薩，其左、右供一般信徒進主；興建完成後,繼於其上興建藥師佛祖殿，中供藥師佛，兩側殿供奉五百尊觀音菩薩立像及信士長生祿位，廊下奉祀十八羅漢，整個工程於民國59年竣工。民國58年為娛神之需，於三川殿前建一天壇，面向關渡宮中門，供節日演戲酬神之用；於廟宇拜殿兩側建鐘鼓樓，左方建功德堂，奉祀歷代開山及歷代功勞者，工程於民國59年峻工。
關渡宮原有古佛洞，深約三十餘尺，二戰時期被深挖至一百餘尺，供百姓防空避難之用。董事會決定予以打通至知行路山腰，民國62年2月動工，洞壁以《華嚴經義》所載觀音顯化救人濟世故事雕於石板上；面對淡水河建千手觀音殿，洞外為一觀景臺，可觀覽關渡平原及觀音山美景，工程歷時三年至民國66年竣工。民國69年又於正殿龍邊興建種福池，立「種福池碑記」記其緣起。
興建古佛洞時，接著興建三層樓高凌霄寶殿，並向臺灣省水利局申請挖通財神洞，但未獲准。至民國71年莊阿螺任董事長始興工，工程從原觀音殿開挖，打通至淡水河濱，於出口處增建福德正神殿供信徒朝拜，另於洞口左側興建香客大樓，工程至民國73年落成。民國73年黃定回任董事長，財神洞右前方近淡水河濱原有抽沙場，次年由關渡宮提供二百萬補償金請其拆遷另闢建停車場供香客停車使用。財神洞、香客大樓竣工後，接著又將凌霄寶殿擴建為六層樓高，於民國75年竣工。陳有福任內完成圖書館新建工程，於民國89年竣工。同年8月，陳林富接任董事長，任內又重修財神洞，補強洞內結構，重做洞內門神、神殿結網，神龕網目木雕，重新彩繪按金，並增加牆面浮雕石刻及木雕天上聖母事蹟十四幅，重修凌霄寶殿，完成內部裝設。民國92年聘請名匠師以傳統營造法式整修前殿，先後完成前殿木造結構、天花板結網整修並彩繪按金，屋頂剪黏、殿內外石雕、門神木雕則重新置之，使本宮兼具傳統與現代建築之美；整個前殿重修工程，於民國94年竣工。民國96年又於宮外邊坡新雕了「天上聖母靈應神蹟」六十九則，記錄媽祖故事與關渡宮的歷史發展，圖文相證。民國100年開始整建香客大樓，102年至103年又整修藥師佛殿天花彩繪，藥師佛像重新按金，又重雕十八羅漢及兩側觀音立像，增置藥師佛燈座供信眾祈求平安。
從民國34年臺灣光復後至今，關渡宮的管理權初由北投鎮公所主導，民國43年至46年參與關渡宮重建的人有：陳振榮、洪金火、廖樹、陳水藤等先生，士紳則有：陳紅英、黃元壽、黃定等先生。民國52年噶樂禮颱風以後，黃定先生主導籌備成立民間管理的董事會組織，經二屆籌備，至民國58年始正式成立董事會組織；其後歷屆董事長：潘杉、莊阿螺、陳有福、陳林富、黃正雄等先生，均用心經營，使關渡宮成北臺灣最輝煌之殿宇及媽祖信仰中心，其事蹟將永為後人懷念。