W 1808 Józef Poniatowski przekazał Belweder za długi Onufremu Kickiemu. Po śmierci księcia (1813) Łazienki stały się własnością jego siostry, Marii Teresy z Poniatowskich Tyszkiewiczowej. Ta w 1817 sprzedała je carowi Aleksandrowi I za 1 mln 80 tys. zł. W 1818 wydzielono z nich północno-zachodnią część ogrodu z przeznaczeniem na Ogród Botaniczny. Po zakupie w tym samym roku przez rząd Królestwa Polskiego Belwederu z przeznaczeniem na siedzibę wielkiego księcia Konstantego, został on ponownie połączony z Łazienkami.
Romanowowie kontynuowali prace w Łazienkach. Wzniesiono m.in. Świątynię Sybilli (ok. 1820), Świątynię Egipską (1822) i Koszary Kantonistów (1826) oraz przebudowano Nową Kordegardę (1830). W latach 1844–1846 w przebudowanym zachodnim pawilonie pałacu Na Wyspie powstała cerkiew św. Aleksandra Newskiego. Do Łazienek przywieziono z Nieborowa zakupioną przez cara Aleksandra II od Zygmunta Radziwiłła kolekcję drzew egzotycznych, na potrzeby której ok. 1870 wzniesiono specjalny pawilon. Jej najważniejszą część stanowił największy w Europie zbiór drzew pomarańczowych (ponad 100 sztuk, z których ok. 70 liczyło 300–400 lat). Pochodzącą z Drezna kolekcję Radziwiłłowie otrzymali od Augusta II Mocnego.