El museo fue nacionalizado y reorganizado después del fallido Levantamiento de 1863, trasladando casi todos los artículos relacionados con la antigua Mancomunidad polaco-lituana al Museo Rumyantsev en Moscú. Se convirtió en una sección de la recién establecida Biblioteca Pública de Vilna. La biblioteca y el museo reformados sirvieron para respaldar las políticas oficiales de rusificación y mostraban muchos artículos relacionados con el Imperio ruso y la Iglesia ortodoxa oriental. Después de perder el último centro cultural significativo que sostuvo la cultura del antiguo Gran Ducado de Lituania, Vilnia se estaba convirtiendo en una ciudad provincial rusa y estaba perdiendo su papel principal en la vida cultural polaco-lituana. El museo continuó funcionando hasta la Primera Guerra Mundial, cuando sus posesiones más importantes fueron evacuadas al Museo Rumyantsev. Varios museos, como el Museo Nacional de Lituania, el Museo de Arte Lituano y los Museos de Geología y Zoología de la Universidad de Vilna, conservan los pocos artículos que permanecieron en Vilna y no se perdieron durante la guerra.