2005年4月26日进大连426造船厂船坞，在清理舰底积累了10多年的海洋生物后，进行喷砂、喷涂防腐涂料工作。然后用投影法重新测绘了它的体形、线形。彻底检修了舵机、舵面、螺旋桨、轴系、减摇鳍，更换了新型声呐。
2008年底网络照片显示，有了外部开始施工的痕迹，前部飞行甲板上切割了大约20平方米的方形开口，把原导弹舱变为指挥舱，导弹舱的隔离舱恰好成为指挥舱的屏蔽。原指挥舱变为士兵住舱和餐厅。原士兵住舱和餐厅向下打通第3、第4甲板后，向后拆除2道横隔壁，与机库成为一个整体，增加面积约1000平方米。由于是在船坞悄悄作业，网络照片极少。
2009年4月27日再次进船坞，时间不长。随后，大规模的切割作业开始，大量上层建筑迅速拆除，安装体积庞大的相控阵雷达系统，阵面与舰体侧切平面结合成约80°角度，系统由指控、探测和跟踪、火控、导弹发射、作战准备与测试系统组成。相控阵雷达对全空域进行搜索，发现目标后自动转入跟踪状态，并自主进行敌我识别、威胁评估，最后将数据传入武器控制系统。
舰长304.5米，舰宽37米，吃水10.5，飞行甲板长300米，最宽70米，机库长>153米×宽>26米×高7.5米，总面积约5500平方米，可停放22架歼-15舰载机。标准排水/满载排水量61500/67000吨，滑撬式飞行甲板。
采用与现代级相同的8台燃油锅炉，4台蒸汽轮机，在中心线上分前后锅炉舱(相隔70米)，中心线有一道纵隔壁，分成左右相同的两个部分，每部分装2台锅炉，驱动一台汽轮机，每台汽轮机通过减速齿轮机驱动一根主轴(烟道中央是主机、辅机、轮机蒸汽等烟气管道的排放通道。烟囱底部是为这些烟气管道降温的进气百叶窗，百叶窗内安装强力风机，吸入新鲜空气，从管道外为其降温，以便降底红外辐射)，总功率200000马力，4轴4桨，最高航速30节，续航力3850海里/28节，8500海里/18节，自持力45天。
岛式上层建筑进行了改装，并建高约7-8米的四棱锥桅杆，装MAE-5 “顶板”三坐标固体双阵面相控阵对空搜索雷达，如此高度的雷达强化了对低空目标的探测能力。舰桥前后部各装对空/对海搜索雷达，中部装超视距雷达，后部装火控雷达。舰岛两侧分布层层平台和电子装备和海事卫星天线、卫星通信天线。其中主要是各类电子对抗天线，装备ECM电子对抗系统，并融合到C3I系统中。
舰岛底部未大改，配备舰长、政委、编队指挥和航空兵团长高级套房，飞行员双人生活舱、大会议室、飞行员值班室、待命室、飞行员餐厅等。
2011年开始，在船厂的“瓦良格”频频在网上暴光，改装后已涂成中国海军浅灰色。2011年6月，主甲板左后方出现了光学助降镜，以及4组钢索拦阻组件，其主要设备安装在第2甲板上，为液压拦阻吸能和释放机构。
据称，船体防护四角左前、左后、右前舷各1座18联“海红旗”/HHQ-10防空导弹(FL-3000N自卫防御导弹武器系统)，3部“海红旗”-10备弹量大，可快速发射。在左后、右后、右前舷台各布置1座1130型近防炮，采用11管×30毫米超高速射炮系统/10000发/分，最大有效作用距离2.5-3.5公里。每座配备脱壳穿甲弹、高爆燃烧弹和目标练习弹/共5000发。炮塔顶部左侧装1部跟踪雷达，最大作用距离9公里。右侧装光电舱，内备电视/红外跟踪系统和激光测距仪。
4座24管多用途干扰火箭弹发射器，分别布置在左舷、舰桥右部、左后舷、右后舷。左后、右后2座12联反潜火箭弹发射器。分析，可能在两肩的舷台和舰尾两角装HHQ-16防空导弹/4×8垂直发射井/128枚导弹。
瓦良格号可载若干歼-15舰载机(甲板45架)。稍作调整(4架折叠机翼歼-15所占面积约等于7架直-8)，可载14架卡-28反潜直升机(也可载数架卡-31预警直升机、直-8AEW预警机)，2架电子战直升机，2架搜救直升机。一次携2500吨航空燃料，可为500-1000架次的飞机提供燃料。舰员2100名，航空人员500名。
外军认为，训练舰在测试舰载机的性能、训练飞行员在航母上的起降、培训中国航母的指挥、航海人员和编练航母特混舰队，提升战术、战力，以及人员配备、舱室分配与管理、通道规划、作战训练大纲、操作规程等方面将起到重要的作用。