Главным событием в профессиональной биографии Гурьянова стала реставрация знаменитой иконы «Святая Троица» письма преподобного Андрея Рублёва, проведенная в 1904–1905 годах . До этого момента икона не считалась чудотворной и не привлекала особого внимания паломников; почитали ее скорее историки и любители древности.
Инициатором реставрации выступил художник и коллекционер Илья Остроухов, который привел Гурьянова в Троице-Сергиеву лавру и упросил наместника попробовать раскрыть икону. Гурьянов снял с иконы оклад и расчистил небольшой фрагмент. Все увидели, что за дымными, жухлыми тонами открылись яркие, райские краски. Реставратор раскрыл образ от позднейших слоев записи, и икона предстала в своем нынешнем виде.
Вокруг этой реставрации впоследствии возник миф, что Гурьянов полностью переписал икону Рублёва. Современное исследование, проведенное реставратором Дмитрием Суховерковым на протяжении девяти лет, опровергло это утверждение. Используя ультрафиолетовое и инфракрасное излучение, а также микроскопический анализ, удалось доказать, что основные изображения, включая одежды и лики ангелов, сохранили подлинную живопись XV века. Исследование показало, что на иконе есть добавки и переделки, некоторые участки пострадали при реставрациях XVII и XIX веков, но основа осталась авторской.