В 1937 году по проекту архитекторов Н. Е. Лансере и Д. А. Васильева здание дворца было приспособлено под филиал Центрального музея В. И. Ленина. В результате реконструкции были утрачены два мраморных камина работы итальянского скульптора Катоцци, цветной паркет заменен обычным, малые бронзовые люстры с хрустальным убором были переданы Аничкову дворцу, исчезло мебельное убранство зала.
В январе 1992 года Мраморный дворец был передан Государственному Русскому музею. В 2007 году музей приступил к реставрации зала. Тендер на проведение реставрационных работ выиграло ООО «ПАССИМ». Художниками-реставраторами К. К. Коваленко и Л. Г. Коваленко был отреставрирован живописный плафон «Свадьба Купидона и Психеи». Процесс реставрации проходил под постоянным надзором начальника отдела декоративно-прикладного искусства КГИОП С. А. Симкиной и реставраторов Государственного Русского музея Е. С. Солдатенкова и И. Н. Корняковой.
Отреставрирован по специально разработанной научно-исследовательским институтом «СПЕЦПРОЕКТРЕСТАВРАЦИЯ» методике натуральный мрамор на стенах и откосах. Отреставрирован искусственный мрамор второго яруса. Была проведена реставрация золоченой лепки с установкой изготовленных по проекту монограмм на своде и декоративных филенок на западной стене зала. Вновь установленные лепные элементы были вызолочены.
Воссоздан цветной паркет на основании сохранившейся фиксационной акварели 1830-х годов. Выполнена реставрация двух дверей, инкрустированных ценными породами дерева и украшенных золоченными бронзовыми накладками. Изготовлены по проекту, выполненному на основании иконографических материалов, десять кронштейнов для подвески малых бронзовых люстр и мебельный гарнитур.
Изготовлены по проекту, выполненному на основании описания, бронзовые позолоченные карнизы. ООО «РЕСТАМП» отреставрированы две бронзовых люстры с хрустальным убором на 138 светоточек. ЗАО «РЕМСТРОЙФАСАД» изготовлены и установлены на западной и восточной стенах мраморные камины с надкаминными зеркалами.
