Pałac i ogród były w złym stanie, dodatkowo rozplanowanie wnętrz korpusu głównego, składającego się z dużych sal reprezentacyjnych i apartamentów mieszkalnych, nie odpowiadało potrzebom urzędów państwowych, dlatego też w kwietniu 1766 rozpoczęła się przebudowa pałacu pod kierunkiem Jakuba Fontany. W 1766 uporządkowany Ogród Krasińskich udostępniono publiczności. Pierwszy etap prac ukończono w 1768, ale dalsze prace trwały do 1773. Przebudowa polegała na gruntownej zmianie układu pomieszczeń w bocznych częściach budynku, przeznaczonych na potrzeby urzędowe, niewielkiej przebudowie sali w środkowej części gmachu na potrzeby archiwum Skarbu Koronnego i Metryki Koronnej oraz przeznaczeniu trzeciej kondygnacji na mieszkania dla urzędników. Pomieszczenia na parterze i piętrze uzyskały nową bogatą dekorację architektoniczną i malarską, w jednym z pomieszczeń umieszczono wybrane arrasy wawelskie.Około 1773 Fontana wykonał projekt budowy nowych gmachów w otoczeniu pałacu i uporządkowania dziedzińca, nie został on jednak zrealizowany. Kolejne projekty rozbudowy powstały około 1778. Niektóre z nich, przygotowane przez Augusta Moszyńskiego, zakładały wybudowanie obok pałacu gmachu Teatru Narodowego. W tym samym czasie Dominik Merlini przedstawił projekt wykończenia placu przed pałacem.