W 1925 rząd zlecił kuratorowi Zamku Królewskiego w Warszawie Kazimierzowi Skórewiczowi wykonanie projektu rozbudowy budynku parlamentu. Do byłego gmachu szkolnego dobudowano od strony południowej amfiteatralną Salę Posiedzeń Sejmu. Skrzydło ze starą salą przekazano Senatowi. W latach 1925–1935 zbudowano czteropiętrowy Dom Poselski, obecnie nazywany Starym. 27 marca 1928 nastąpiła inauguracja nowej Sali Posiedzeń. W sali tej 23 kwietnia 1935 uchwalono konstytucję kwietniową.
2 września 1939 roku przy ul. Wiejskiej odbyło się ostatnie w historii II Rzeczpospolitej wspólne posiedzenie Sejmu i Senatu. W trakcie II wojny światowej część zabudowań sejmowych została zniszczona. Jesienią 1939 na tyłach gmachów sejmowych (w tzw. ogrodach sejmowych) Niemcy dokonywali egzekucji mieszkańców Warszawy, głównie przedstawicieli inteligencji. W niezniszczonej części kompleksu sejmowego stacjonowały dwa bataliony Schutzpolizei.
W latach 1946–1947 wyburzono pozostałości XIX-wiecznych budynków i odbudowano spaloną Salę Posiedzeń Sejmu. Rekonstrukcja gmachu trwała dziewięć miesięcy. 4 lutego 1947 odbyło się pierwsze po wojnie posiedzenie Sejmu. 22 lipca 1952 uchwalono konstytucję Polskiej Rzeczypospolitej Ludowej.