Segundo relata, as investigações modernas se remontam à fotografia de Secondo Pia tirada em 1898 e os estudos de Paul Vignon, um investigador francês que a princípios de século realiza os primeiros rudimentares estudos sobre esta fotografia.
O processo mais intenso de investigação chega com o sacerdote norte-americano William Barry C.Ss.R. -redentorista como Otterbein-, quem estudava Sagrada Escritura em Roma. Um sacerdote inglês lhe falou do Santo Sudário de Turim e sugeriu uma visita ao mesmo, viagem que Barry aceitou. Na Catedral de Turim, o sacerdote norte-americano conheceu comandante Enrie, que tinha fotografado a síndone em 1931 e quem lhe deu um jogo de diapositivos de vidro de 3 x 4 polegadas com fotos do sudário. O redentorista retorno a Esopus (Nova Iorque) e começou a ensinar Sagrada Escritura.
Mais tarde, o P. Edward Wuenschel, outro redentorista norte-americano, leu "casualmente " um artigo sobre o manto de Turim e ficou muito impressionado. Quando o P. Barry comentou quase de passagem que possuía diapositivos originais, o P. Wuenschel as pediu emprestadas e terminou escrevendo um extenso artigo que se publicou em 1935 na American Ecclesiastical Review dos Estados Unidos. Nos seguintes 10 anos, o P. Wuenschel aprofundou suas investigações. Para isso, sustentou intensa correspondência com Enrie e Vignon.
Em 1946, o P. Wuenschel publicou dois artigos no Biblical Studies logo depois de realizar uma profunda investigação nos aspectos bíblicos da Paixão segundo os quatro evangelistas, os costumes funerários judeus da época e o manto de Turim. O P. Barry e outro redentorista, Louis Hartman, C.Ss.R., ajudaram-no na empresa.
Segundo o P. Otterbein, "Os artigos foram importantes porque demonstraram que não existiam contradições entre os relatos evangélicos e a síndone".
Em 1950, o P. Wuenschel foi nomeado diretor da Schola Alfonsiana em Roma. antes de partir, pediu-lhe ao P. Otterbein continuar seu trabalho de tornar conhecido o manto em Roma. Otterbein, que já tinha conhecido a relíquia em 1938, recebeu de Wuenschel copia de seus estudos e sua correspondência com Enrie e Vignon.
O P. Otterbein publicou um folheto escrito pelo Wuenschel que logo ampliou para publicar sob o nome de "O Auto-retrato de Cristo".
Com o crescimento do interesse no manto nos Estados Unidos, os superiores de Otterbein o autorizaram a filiar-se ao Centro Internacional de Turim. Em 1951, obteve a permissão do Cardeal Spellman para erigir canonicamente o Holy Shroud Guild em Esopus, Nova Iorque.
Dois anos depois, o P. Otterbein obteve a permissão para dedicar-se exclusivamente a promover o estudo e a difusão da correta informação sobre a relíquia, que sua Congregação via como ligada estreitamente a seu carisma: promover a consciência da Paixão do Senhor Jesus.
Durante anos, o P. Otterbein se dedicou a difundir informação sobre o manto em artigos, programas de televisão e um primeiro filme de meia hora de duração; mas especialmente atraiu a intervenção de investigadores independentes e especializados: a empresa Eastman Kodak, o laboratório de criminalística da Polícia de Nova Iorque e o FBI, entre outros.
Otterbein, renomado presidente de Holy Shroud Guild, recebeu em 1970 a visita do Capitão John Jackson, quem havia lido o livro de John Walsh sobre o Santo Sudário.
Walsh era um dos responsáveis pela interpretação de fotografias enviadas por satélite da Lua e Marte, tinha a intenção de expor as fotos do Sudário ao mesmo procedimento e as mesmas equipes.
O experimento sobre uma das placas de Enrie surpreendeu Jackson, quem imediatamente recorreu a seu colega o Capitão Eric Jumper, para consultar o resultado.
Tal como a interpretação em três dimensões (3-D) revelava a profundidade de crateras e montanhas na Lua, a mesma equipe revelava uma variação de distância entre o manto e o corpo que produziu a imagem. Vignon suspeitou disso em 1902, mas Jackson e Jumper o provaram com equipamento de última geração de então.
O experimento atraiu a muitos cientistas, a ponto de que Jackson e Jumper solicitaram a Holy Shroud Guild auspiciar uma conferência científica em Albuquerque, Novo México (Estados Unidos) em março de 1977.
A conferência convenceu os mais céticos de que o Manto era, pelo menos, um objeto misterioso e não um simples desenho ou "dagerrotipo" como sugeriam alguns, que demandava, portanto, ulteriores prova.
Em setembro de 1977, o Holy Shroud Guild levou a um grupo de cientistas a Turim para propor uma série de provas que foram finalmente aceitas em abril de 1978, durante o 400 aniversário da chegada do Manto a Turim.
Em 29 de setembro, 32 cientistas norte-americanos das mais diversas especialidades e crenças chegaram a Turim com 70 contêineres da equipamento mais sofisticada disponível e foram autorizados a examinar e fotografar a relíquia desde meio-dia do domingo até as 10pm da sexta-feira: mais de 96 horas.
Retornaram aos Estados Unidos com tanta informação, que até 1985 a informação teve que ser ordenada e reduzida. Alguns artigos foram escritos mas só em revistas especializadas. Os investigadores sempre agradeceram o fato que as autoridades da Igreja na Itália permitissem que os artigos científicos fossem publicados livremente e sem a necessidade de uma revisão ou aprovação eclesiástica.
Entretanto, o então constituído STURP, a sigla em inglês do Shroud of Turin Research Corporation -Corporação de Investigação do Manto de Turim- decidiu enviar, por cortesia, um representante para informar ao Cardeal Ballestrero, então Arcebispo de Turim. Os representantes, o Dr. Larry Schwalbe e o Dr. John Jackson, acompanhados pelo P. Otterbein, e dois membros italianos do STURP, o Dr. L. Gonella e o Dr. G. Riggi, falaram com o Cardeal durante uma hora e meia para explicar em linguagem não técnico os resultados.
Alentados pelo Cardeal e desejosos de manter o surpreendente resultado das conclusões no círculo de máxima credibilidade científica, os delegados do STURF pediram e obtiveram uma audiência especial com o Papa João Paulo II, a quem prepararam um dossiê especial com duas fotografias reveladoras. A entrevista, fixada imediatamente depois da audiência geral de 13 de maio de 1981, nunca pôde realizar-se: os membros do STURF escutaram da sala de audiências os disparos que tentaram cegar a vida do Pontífice.
Em 1988, o próprio Cardeal Ballestrero autorizou a extração de uma única mostra, logo dividida em três, para proceder a uma prova de Carbono-14 em vistas a determinar sua datação. A amostra, deteriorada com o carvão e a fumaça aderida ao manto durante um incêndio na Idade Média, arrojou informação falsa, amplamente difundida pelos meios seculares.
Em 1990, em seguida do relatório de cientistas independentes que questionaram a validez da investigação com Carbono-14, o Vaticano recusou o procedimento descrevendo-o como "estranho".
Atrás desta data, o STURF e outros organismos se dedicaram a promover novas investigações que poderiam acontecer logo que concluída a presente exibição.