Na przełomie XIX wieku i XX wieku przystąpiono do kolejnej przebudowy i powiększenia budynku. Łączyło się to z wyburzeniem historycznych budynków przy ulicy Poselskiej, co wywołało liczne protesty. Prace były prowadzone w latach 1906–1913 i skupiały się w obecnej zachodniej części pałacuOdnowienie pałacu Wielopolskich Nowości Illustrowane 1913 nr 4 s. 4, 9, 10 (zdjęcia) .. Przebudowa i rozbudowa przeprowadzona przez Jana Zawiejskiego, w znacznym stopniu zniszczyła zabytkowy charakter gmachu. Uległa zniszczeniu południowa elewacja pałacu oraz częściowo tunelowa klatka schodowa. W dobudowanym segmencie umieszczono: Salę Portretową, Sale Prezydenta i Izbę Kupiecką.
W 1926 pałac dotknął kolejny pożar – spaliła się Sala Posiedzeń Rady Miejskiej. Obecny wystrój sali pochodzi z lat odbudowy 1927–1928. Dziedziniec budynku zdobią tablice pamiątkowe. W 1937 wmurowano tablicę ku czci marszałka Józefa Piłsudskiego. Prowadzone sukcesywnie od 1993 prace konserwatorskie przywracają budynkowi i jego wnętrzom pierwotny blask i znaczenie.