Na polecenie namiestnika Józefa Zajączka w 1820 roku podjęto przebudowę fasady odwachu od strony Krakowskiego Przedmieścia. Projekt stworzył Piotr Aigner. Zgodnie z tym projektem przed istniejącą fasadą wybudowano dwupiętrową kolumnadę arkadową, wyrównując pierzeję. Koncepcję tę wzorowano na Teatrze Marcellusa w Rzymie. Wojsko rosyjskie zajmowało ten budynek do 1861 roku. W 1864 roku klasztor – w ramach represji popowstaniowych – został zlikwidowany przez władze carskie. Działki wokół klasztoru zostały rozparcelowane i wystawione na sprzedaż. W 1866 roku zachodnie skrzydło byłego odwachu przejął magistrat Warszawy, który wydzierżawił je na 15 lat Towarzystwu Zachęty Sztuk Pięknych, a parter – Janowi Blochowi na sklepy. Arkady oszklono. W 1881 roku Komitet Muzeum Przemysłu i Rolnictwa odkupił budynek pobernardyński od rządu rosyjskiego. W latach 1881–1884 wykonano gruntowną przebudowę budynku, w ramach której uzyskał on kształt litery „T”, ze skrzydłem odchodzącym od przyulicznego frontonu. Urządzono tu Muzeum Przemysłu i Rolnictwa. Już w 1876 roku uruchomiono tu pracownię chemiczną, która działała aż do 1939 roku. Powstały tu: biblioteka, Stacja Oceny Nasion, Stacja Centralna Meteorologiczna. W 1887 roku powstała Pracownia Fizyczna. W jednostkach tych prowadzono ważne prace badawcze. Muzeum było również organizatorem wielu istotnych wystaw, będących wtedy motorem postępu. Intensywnie realizowano działalność popularyzacji wiedzy. W latach 1899–1930 Pracownia Fizyczna zorganizowała 10 tysięcy pokazów, w których wzięło udział ok. 172 tysiące osób. W Pracowniach Chemicznej i Fizycznej pracowała m.in. Maria Skłodowska-Curie.