Bajo el gobierno del Gran Duque Adolfo fue renovado exhaustivamente y fue construida una nueva ala, conteniendo las habitaciones familiares y de acomodación de invitados, a cargo del arquitecto belga Gédéon Bordiau y el arquitecto del estado luxemburgués, Charles Arendt.

Durante la ocupación alemana en la Segunda Guerra Mundial, el Palacio Gran Ducal fue utilizado por los nazis como sala de conciertos y taberna.

El interior del palacio ha sido regularmente renovado para adaptar los nuevos gustos y los estándares de confort.

En Nochebuena, el mensaje de Navidad del gran duque es emitido desde la Sala Amarilla.

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