Do Kórnika mógł wrócić z Galicji dopiero w 1839, po wygranym procesie o zwrot dóbr.
Tytus Działyński planował całkowitą przebudowę zamku jeszcze przed powstaniem listopadowym. Zamawiał związane z tym projekty u Antonia Corazziego, Henryka Marconiego i Karla-Friedricha Schinkla. Po powrocie do Kórnika przebudował zamek w stylu neogotyku angielskiego, zachowanym do dzisiaj. Podczas przebudowy najwięcej zaczerpnął z projektu Schinkla, twórczo go jednak modyfikując we współpracy z architektem Marianem Cybulskim.
W zamiarze Tytusa Działyńskiego, jednego z czołowych działaczy nurtu pracy organicznej w Wielkopolsce, zamek miał być nie tylko prywatną rezydencją, lecz służyć narodowi jako biblioteka i muzeum. Tytus zapoczątkował gromadzenie starodruków i rękopisów (m.in. Chopina, Mickiewicza, Bonapartego), które do dzisiaj są przechowywane w Bibliotece Kórnickiej. Ogród w stylu francuskim Teofili Potulickiej przekształcił w park w stylu romantycznym – obecne arboretum.