Возможен ли выкуп отремонтированной комнаты в трехкомнатной квартире у муниципалитета?

Да, конечно, это вполне возможно

Вам нужно обратиться обратиться в префектуру вашего района с заявлением о выкупе данной комнаты. Префектура, рассмотрит Вашу заявку, или удовлетворит её,либо примет решение выставлении комнаты на торги, при этом у вас будет преимущественное право выкупа по предложенной цене,

Согласно ст. 38, Закон г. Москвы от 14.06.2006 N 29 (ред. от 28.12.2016) "Об обеспечении права жителей города Москвы на жилые помещения" (вместе с "Перечнем стандартов, которым должны соответствовать благоустроенные жилые помещения в многоквартирных домах в городе Москве", "Перечнем правовых актов, дающих гражданам, страдающим тяжелыми формами некоторых хронических заболеваний, право на дополнительную площадь по состоянию здоровья")

6. При отсутствии в коммунальной квартире граждан, указанных в частях 1 и 2 настоящей статьи, иные граждане, проживающие в этой квартире, вправе выкупить по рыночной стоимости освободившуюся комнату или несколько комнат.

7. Жители города Москвы, желающие воспользоваться своим правом, установленным частями 1, 2 и 4 настоящей статьи, должны в течение шести месяцев со дня получения уведомления от уполномоченного органа исполнительной власти города Москвы об освобождении жилого помещения подать соответствующее заявление в этот орган.