De viktigste utvidelsene og ombyggingene etter ferdigstillingen i 1916 er beskrevet nedenfor: : Den første større endringen av selve bygningskroppen på mer enn 30 år: Biblioteket kunne ta i bruk arkitekt Finn Berners utvidelse av midtfløyen. Tilbygget inneholdt bl.a. en stor lesesal og to lavere fløyer, en mot øst og en mot vest. : Flere av de arkitektene som har tegnet arealplaner for Gløshaugen gjennom tidene, har hatt tanker om utbygging og endringer av Hovedbygningen, for eksempel ved å lukke inne gårdsrommet med en bygning i øst-vestretning, sør for fløyene. I 1959 så det ut til å bli alvor av en større utvidelse sørover. Det ble da avholdt en arkitektkonkurranse om ny aula. Oslofirmaet Cappelen & Rødahls prosjekt vant førstepremie, men prosjektet ble aldri realisert. : De foreløpig siste utvendige endringene av Hovedbygningen ble gjennomført: Auditoriet i midtfløyens andre etasje ble endret til to kontoretasjer for biblioteket. I den forbindelse ble taket løftet noe, uten at det gikk ut over vinduet inn til aulaen. Arkitekt for endringene var Karl Grevstad. : Hovedbygningen ble fredet. Fredningen var en del av Riksantikvarens prosjekt «Det 20. århundres arkitektur». : Bygningen rehabiliteres for 128 millioner, dels på grunn av slitasje, dels som følge av nye krav til brannsikring og toalettanlegg, dels på grunn av at flere av rommene har en annen funksjon enn tidligere. Prosjekteringen startet i 2013. Ferdigstilling ventes i 2019 eller 2020. I forbindelse med planlagt campussamling på og rundt Gløshaugen er Riksantikvaren, Statsbygg, NTNU og arkitektene blitt enige om en endring av den fredede Hovedbygningen for å åpne den mot Gløshaugenplatået på sørsiden (baksiden).