Dal 1917, con la caduta della monarchia in Russia e la Rivoluzione d'Ottobre, gli edifici del Gran Palazzo persero la propria funzione di residenza della famiglia imperiale. In contemporanea, il nuovo governo trasferì la capitale da San Pietroburgo a Mosca ed il Cremlino moscovita divenne la sede delle principali autorità statali. Così come gli altri edifici del complesso, anche il Gran Palazzo divenne edificio amministrativo di rilievo: durante gli anni Trenta del Novecento vennero ivi insediati i Parlamenti del Consiglio Superiore dell'Unione Sovietica e della Repubblica socialista federativa sovietica russa ed il Congresso del Comintern. L'architettura del complesso subì durante l'epoca sovietica alcune alterazioni: nel 1934 due saloni delle feste vennero convertiti in grandi sale da riunione, e le facciate vennero enfatizzate con il simbolo del nuovo stato sovietico, in luogo della vecchia doppia aquila zarista.