Po wojnie zniszczenia budynku oszacowano na ok. 75%. Ocalały wschodnia część fasady i kolumnowa fasada frontowa. Po wyzwoleniu ruiny gmachu zabezpieczono, a w latach 1947–1949 odbudowano skrzydło południowe dla Teatru Narodowego wraz z Salami Redutowymi. Zostało one oddane do użytku 22 lipca 1949, a we wrześniu tego roku nadano budynkowi nazwę „Państwowa Opera i Filharmonia w Warszawie” (do 1961 używano też nazwy „Państwowa Opera w Warszawie”). Dyrektorem był Zdzisław Górzyński. Zarządzeniem Ministra Kultury i Sztuki z 28 lutego 1950 utworzono przedsiębiorstwo państwowe pod nazwą Teatr Wielki Opery i Baletu w Warszawie, które przejęło administrowanie gmachem.. Jego dyrektorem został Arnold Szyfman.
W lutym 1951 ogłoszono konkurs na odbudowę Teatru Wielkiego, w którym pierwszą nagrodę zdobył projekt Bohdana Pniewskiego, opracowany przy współpracy Małgorzaty Handzelewicz, Władysława Jotkiewicza i Stanisława Krajewskiego. W wytycznych konkursu ujęto m.in. radykalne powiększenie gmachu w kierunku ulicy Trębackiej. Zwycięski projekt był kilkakrotnie poprawiany. Pierwsze prace budowlane rozpoczęto w 1953. Prezydium Rządu zatwierdziło projekt dopiero w 1956, po konsultacjach ze specjalistami zagranicznymi i zmniejszeniu kubatury gmachu. Odbiorów kolejnych części Teatru Wielkiego dokonywano w latach 1962–1965.