Avant même d'être terminé, le nouveau bâtiment de pierre impressionne par sa taille et sa qualité architecturale. Il est un contrepoids architectural à la préfecture qui lui fait face. Mais il est trop humide et il connaitra deux guerre mondiales. 
Il connaîtra de multiples phases de rénovations de salles, de départements et à deux reprises de la presque totalité du bâtiment. 
Après la construction, les conservateurs constatent rapidement que les collections souffrent d'un manque de chauffage en hiver et d'une ventilation insuffisante. La ville est une ancienne île et sous le musée, la nappe est proche, qui rend le bâtiment trop humide, exposant les œuvres à une hygrométrie excessive, qui dégradent rapidement les œuvres les plus fragiles, notamment en hiver. 
Dès novembre 1894, le département des dessins est fermé puis, l'année suivante, l'ensemble des collections. 
En 1896, un changement de municipalité est marqué par l'élection de Gustave Delory. Le nouveau conseil municipal débloque l'argent nécessaire à la conduite de travaux d'isolation et d'amélioration du chauffage. Le musée réouvre ses portes au public début 1898.
Durant la Première Guerre mondiale le Nord de la France et la Belgique se trouvent au cœur des combats. 
Lille n'est pas la ville la plus touchée par les désastres de la guerre (d'autres comme Lens ou Bailleul sont entièrement rasées), mais le bâtiment est assez gravement endommagé par plus de ayant en partie détruit les salles. Et de nombreuses vitres manquent. Heureusement une grande partie des collections avaient été déménagées et cachées. 
Des documents d'archives (archives départementales) montrent que l'une des premières demandes du Préfet après l'[[w:Armistice|armistice] est qu'on lui envoi de trains de viande congelée et de carton goudronné et de papier bitumé, car l'hiver arrive et alors que de nombreux habitants cherchent à revenir chez eux, la plupart des maisons de Lille (pour celles qui n'ont pas été entièrement détruites) n'ont plus de vitres et ont des toitures souvent très dégradées.
Le palais fait l'objet d'une première rénovation (mise hors d'eau) dès la fin 1918, puis de travaux de restauration de grande ampleur ; il ne pourra ré-ouvrir ses portes qu'en août [[w:fr:1924|1924]]. 
De [[w:1933|1933]] à [[w:1935|1935]], la cour intérieure du bâtiment est couverte pour en faire un [[w:Atrium (architecture)|atrium]] de (tel qu'il existe encore aujourd'hui). 
Plus tard, dans les années 1960-70, des travaux de réhabilitation relativement importants sont mis en œuvre : ravalement de la façade noircie par les suies de véhicules et des chauffages au charbon, les pluies acides.. Une réfection de la toiture et des installations électriques est faite .
En [[w:1975|1975]], le palais est inscrit à l'inventaire des [[w:Monument historique (France)|monuments historiques]].
À la fin des [[w:Années 1980|années 1980]], son état de vétusté, combiné à l'arrivée et à l'installation à Lille des plans en relief des villes fortifiées par [[w:Sébastien Le Prestre de Vauban|Vauban]] venus de Paris, pousse la ville à engager sa rénovation complète. 
Un concours d'architecture est lancé en [[w:1989|1989]]. Deux ans plus tard (en 1991) les travaux sont confiés aux architectes [[w:Jean-Marc Ibos et Myrto Vitart|Jean-Marc Ibos et Myrto Vitart]]. D'un montant total de 220 millions de francs, leur réalisation dure six ans, pendant lesquels le musée est fermé.
Le musée rouvre ses portes au public le 7 juin [[w:1997|1997]], en présence du [[w:Président de la République française|Président de la République]], [[w:Jacques Chirac|Jacques Chirac]]. 
Cette rénovation s'est accompagnée de la construction d'un nouveau bâtiment en verre, lauréat de l'[[w:Prix de l'Équerre d'argent|Équerre d'argent]] en [[w:1997|1997]], dans lequel se reflète l'arrière du palais, qui abrite les services administratifs, le cabinet des dessins, l'association des amis du musée et un restaurant (fermé aujourd'hui). Elle a aussi permis de créer une nouvelle salle de 700m2 sous la cour intérieure, couverte d'un jeu de grandes dalles de verre qui laissent passer une lumière [[w:Zénithal|zénithale]]. Cette salle est destinée aux expositions temporaires ou à des ateliers de restauration (c'est là que les [[w:Belles du Nord|« Belles du nord »]] ont été en 2016 restaurées). 
Enfin, dans le palais même, les travaux ont permis d'aménager les espaces consacrés aux départements des plans en relief en sous-sol et de la sculpture du au rez-de-chaussée. Deux grands lustres du [[w:Design|designer]] italien [[w:Gaetano Pesce|Gaetano Pesce]], qui projettent une lumière multicolore dans l'espace d'accueil des visiteurs, ont également été installés dans les pavillons d'entrée. Pendant les travaux, près de 700 œuvres ont aussi bénéficié d'une campagne de restauration, conduite par le service de restauration des musées de France. Une exposition temporaire des pièces les plus spectaculaires du musée est par ailleurs organisée au [[Metropolitan Museum of Art]], d'octobre 1992 à janvier 1993.
Le musée abrite désormais, sur plus de 22000 mètres carrés, dont 12000m2 de surface d'exposition, la seconde plus grande collection d'œuvres de France (sculptures, peintures, dessins, céramiques…) après celle du [[w:Musée du Louvre|Louvre]].
Pour 2008, le "[[w:Journal des Arts|Journal des Arts]]" l'a classé en septième position sur 361 [[w:Musée de France|musées français]] (premier musée de province). Le palais des beaux-arts a reçu visiteurs cette même année. 
Il est classé huitième en 2012, second musée de province après le [[w:LaM|LaM]] de Villeneuve-d'Ascq, juste avant [[w:La Piscine, Musée d'art et d'industrie|la Piscine]] à Roubaix.

Palais des Beaux-Arts de Lille/Histoire des collections

Comme c'est le cas dans la plupart des musées, il y a eu une vie des œuvres exposées dans le musée, bien avant qu'elles y soient (centaines à milliers d'années parfois), et elle se poursuivra sans doute longtemps. 
Le présent chapitre ne porte que sur l'histoire des collections constituées, c'est à dire sur des œuvres regroupées thématiquement ou par période ou donateurs, depuis la création du fonds initial du musée. 
Ce fonds était constitué d'œuvres collectées lors de la Révolution française dans les nombreux couvents et églises de la ville, devenues patrimoine de la nation et qu'il convenait donc de rendre accessible à un large public. Il s'est enrichi avec le temps.

Palais des Beaux-Arts de Lille/Acquisitions