С падением Второй Империи Люксембургский Дворец пережил трагический для себя период. В 1870 году во время оккупации Парижа здание служило госпиталем, а в 1871 году во время существования Парижской Коммуны здесь находился трибунал. Многочисленные приговоренные к смерти заключенные были расстреляны прямо в саду.
Фото: Люксембургский дворец и садПосле всех этих событий в течение нескольких лет во дворце располагалась префектура Сены, здание которой было разрушено в пожаре Парижской Мэрии. В последствии оно вновь вернулось к парламентской традиции, когда законом от 22 июля 1879 года во дворце была вновь установлена штаб-квартира двух Палат парламента в Париже. Окончательно Люксембургский дворец закрепился за Сенатом во время IIIей Республики.
Сенат заседал в Люксембургском дворце вплоть до 1940 года, когда дворец был оккупирован генеральным штабом германской воздушной армии. В августе 1944 года дворец, где развернулись одни из самых ожесточенных боев, удается освободить в числе последних парижских оккупированных зданий.
После Освобождения, дворец становится штаб-квартирой временной консультативной Ассамблеи, а впоследствии, в 1946 году в нем прошла Мирная Конференция с участием представителей четырех победоносных держав. В конце 1946 года Дворец был передан Совету Республики, а в 1958 году – Сенату Vой Республики.
Со времен последней мировой войны Люксембургский дворец подвергся многочисленным реставрационным и строительным работам для приведения его в соответствие с требованиями современного парламента, сохраняя при этом его архитектурно-исторический характер.