En 1884 el museo se trasladó a su edificio actual, el antiguo invernadero del Palacio.El museo fue asumido por el Ministerio de Cultura y el Senado francés en el año 2000, cuando comenzó a utilizarse para exposiciones temporales.Pasó a formar parte de la Réunion des Musées Nationaux en 2010.En 1803, se reabrió mostrando pinturas de una variedad de artistas desde Nicolas Poussin hasta Jacques-Louis David, y se dedicó a artistas vivos desde 1818 hasta 1937.Gran parte del trabajo que se muestra aquí por primera vez ha llegado a otros museos de París, incluido el Jeu de Paume, la Orangerie y, en última instancia, el Musée National d'Art Moderne y el Musée d'Orsay .
Plano del museo en 1923
El Museo de Luxemburgo en el ala este del Palacio, c. 1848
