W 1824 roku pałac został gruntownie przebudowany w stylu klasycystycznym według projektu prawdopodobnie Hilarego Szpilowskiego i Wacława Ritschela. W tym czasie powstały kolejne dwa pawilony przy samym budynku pałacu – północny i południowy. Następnie w latach 1840–1841 kolejny pawilon projektu Antonia Corazziego, pierwotnie przeznaczony na siedzibę gimnazjum realnego, później Szkoły Głównej. W 1844 roku rozebrano kopułę z orłem. Około roku 1863 przebudowano pawilony według projektów Antoniego Sulimowskiego.
W latach 1891–1894 na dziedzińcu pałacu, pomiędzy bramą od strony Krakowskiego Przedmieścia a korpusem pałacu, powstał gmach Biblioteki projektu Antoniego Jabłońskiego-Jasieńczyka i Stefana Szyllera, a w 1910 roku – nowa brama wjazdowa.
W latach 1929–1931 dokonano przebudowy gmachu biblioteki, a w roku 1930 wzniesiony został gmach Auditorium Maximum według projektu Aleksandra Bojemskiego. W okresie II wojny światowej pałac został zniszczony wraz z innymi budynkami uniwersyteckimi – ucierpiał zarówno w czasie obrony Warszawy we wrześniu 1939 roku, jak i w czasie powstania warszawskiegoW czasie powstania teren Uniwersytetu zajmowali Niemcy – m.in. 23 sierpnia i 2 września 1944 w ataku powstańców na Uniwersytet brał udział samochód pancerny Kubuś.. Zniszczenia budynku oszacowano na ok.