Die Dreharbeiten von FRÄULEIN SCHMETTERLING wurden im November 1965 abgeschlossen. Wenige Wochen später fand im Dezember 1965 das 11. Plenum des Zentralkomitees der SED statt, das als sogenanntes Kahlschlagplenum in die Geschichte einging. Im Nachgang wurden sämtliche laufende DEFA-Spielfilmprojekte auf den ideologischen Prüfstand gestellt. Zwölf Filme wurden verboten, darunter FRÄULEIN SCHMETTERLING.
In der Wendezeit 1989/90 wurden diese Verbotsfilme erstmals aufgearbeitet und auf der Berlinale einem großen Publikum vorgeführt. Im Gegensatz zu anderen verbotenen Filmen wurde FRÄULEIN SCHMETTERLING aus persönlichen Gründen und nach Absprache mit Christa und Gerhard Wolf (Drehbuch) und Kurt Barthel (Regie) nicht zur Aufführung zur Verfügung gestellt. Die damals gesichtete, vom Regisseur hergestellte Schnittfassung gilt seit 1990 als verschollen.
Von 2002 bis 2004 gab es einen ersten von der DEFA-Stiftung und dem Bundesarchiv initiierten Versuch einer Rekonstruktion des Films. Dazu wurden die im Bundesarchiv eingelagerten rund 320 Büchsen Filmmaterial gesichtet. Die 1965 gedrehten Aufnahmen waren nahezu komplett vorhanden, allerdings war die Überlieferung der Töne mangelhaft. Es erfolgte eine Rekonstruktion in Form einer Dokumentation des Materials, bei der die ton- und bildseitig jeweils besten Einstellungen montiert wurden. Diese Fassung war kein kompletter Film, sondern eine Montage der überlieferten Einstellungen nach dem Originaldrehbuch (119 Min.).
2019/20 hat sich die DEFA-Stiftung erneut der Aufgabe einer digitalen Rekonstruktion gewidmet. Die Zielsetzung der Bearbeitung war es aus der 2004 zusammengestellten Materialsammlung ein filmkünstlerisch anspruchsvolles Werk zu vollenden, das die Intention des Regisseurs widerspiegelt. Dazu wurden die Originalbildnegative in 4K gescannt und die Musiken und Geräusche eingespielt. Gemeinsam mit dem Komponisten Peter Rabenalt, der 1965 die Musik zum Film geschrieben hatte, wurde entlang des Originaldrehbuchs und der vorhandenen Musikmotive die Dramaturgie nachvollzogen und eine neue Schnittfassung erstellt. Mithilfe einer aufwendigen Bearbeitung konnten viele Originalstimmen erhalten bleiben. Fehlende Dialoge einiger Darstellerinnen und Darsteller wurden komplett neu synchronisiert. Anschließend erfolgte die Erstellung eines neuen Sound-Designs. Auf Grundlage der neuen Tonspur wurden Bild und Ton synchron gelegt und anschließend das Bild in 2K farbkorrigiert und retuschiert. Die neue Fassung stellt einen endmontierten Film dar und wurde von Drehbuchautor Gerhard Wolf abgenommen (69 Min.). Finanziert wurde die digitale Rekonstruktion mit Mitteln aus dem Förderprogramm Filmerbe.
Weiterführende Literatur: Eue, Ralph: Nachdenken über Helene R. Fräulein Schmetterling – Fragmente eines Films. In: Schenk, Ralf; Kötzing, Andreas (Hrsg.): Verbotene Utopie. Die SED, die DEFA und das 11. Plenum. Bertz+Fischer Verlag Berlin, 2015. [Schriftenreihe der DEFA-Stiftung]. S. 229-242.