Durante el siglo XX, y hasta la caída de la monarquía en 1966, se hicieron docenas de intervenciones de carácter patrimonial más que nada. La más importante, llevada a cabo en 1950, recuperó el papel tapiz de 52 estancias, refaccionó molduras en ventanas y puertas y restauró más de cien pinturas que se encontraban en el edificio.

Durante la Revolución de Diciembre el edificio sufrió el ataque de algunas bombas de fabricación casera que dañaron sobre todo las dependencias del ala sur (incluido el teatro), aunque también alcanzaron algunos de los salones con vista a la plaza de honor exterior. Con el advenimiento de la República y el exilio de la familia real, sumado al consecuente deseo de minimizar los símbolos monárquicos, el palacio entró en desuso, siendo raramente el lugar de ceremonias protocolares, aunque se mantuvo fuertemente resguardado debido a la colección artística que albergaba.

En 1972 el general Guillermo Rodríguez Lara da el golpe de Estado que destituye al presidente Velasco Ibarra y decide residir en el palacio, ocupando junto a su familia los Apartamentos de la Reina, en el ala sur con vista a los jardines. Su estancia en La Alameda le convirtió en admirador de la familia real y su historia, lo que le llevaría a levantarles el exilio en 1975 y proponer el retorno a la monarquía.

Cuando Rodríguez Lara fue relevado por sus ideas restauradoras en 1976, el nuevo Consejo Supremo de Gobierno declaró al edificio como bien nacional, basados en las aportaciones que su construcción demandó del presupuesto público en diferentes épocas. En 1977 se contrató a varios expertos norteamericanos para convertir al palacio en un museo, condenando intrínsecamente a la figura de la monarquía a asumir únicamente el papel de historia pasada.

Desde su inauguración el 14 de junio de 1978, el Museo Nacional Palacio de La Alameda ha estado abierto al público sin interrupciones, constituyéndose en el más visitado del país.