Kolekcja była powiększana o nowe zabytki, zaczęto również udostępniać zbiory za porozumieniem z kustoszem. Niestety w czasie II wojny światowej większość cennych eksponatów uległa rozgrabieniu, przetrwała jedynie niewielka część zbiorów. Po II wojnie światowej na długie lata Muzeum Diecezjalne przestało istnieć.
W 1995 dekretem ówczesnego biskupa ordynariusza podjęto decyzję o reaktywacji muzeum. Placówka otrzymała część parteru budynku przy pl. Kopernika 2. Muzeum zostało ponownie otwarte w 2005 roku. W 2007 postanowiono rozbudować dawne kolegium wikariuszy. Prace rozpoczęły się w marcu 2011 roku, dzięki staraniom biskupa włocławskiego Wiesława Alojzego Meringa.
W 2012 zakończyła się gruntowna modernizacja muzeum. Przebudowa polegała nie tylko na przywróceniu budynkowi historycznego wyglądu, rekonstrukcji detali architektonicznych, ale również na podniesieniu jego funkcjonalności poprzez dobudowanie nowej części, w której znalazła się aula z infrastrukturą dla organizacji wystaw czasowych, koncertów oraz magazyny muzealne, zaplecze socjalne, pracownie konserwatorskie.