In seguito Palazzo Madama fu la sede del governo provvisorio francese durante le campagne napoleoniche, osservatorio astronomico, Pinacoteca Regia, Senato Subalpino e Corte di Cassazione.
Oggi offre un percorso di visita su 4 livelli con le collezioni del Museo Civico d’Arte Antica. A livello fossato ci sono i primi secoli del medioevo con opere datate dal tardo-antico al Romanico. Al piano terra negli ambienti quattrocenteschi sono conservate opere piemontesi realizzate tra il XIII e il XVI secolo. Al piano nobile è allestita la quadreria moderna. Al terzo piano vi sono infine le raccolte di arte decorativa.
Inoltre Palazzo Madama sta partecipando all'Art Project, un progetto unico nel suo genere nato da una collaborazione di alcuni degli istituti d'arte più prestigiosi al mondo. L'iniziativa consiste nella divulgazione online delle opere d'arte al fine di renderle fruibili al grande pubblico. Il progetto è notevolmente all'avanguardia perché utilizza la tecnologia di Street View. Oggi mostra più di 45.000 oggetti in alta risoluzione.
La bellezza, nasce nella meraviglia, è quella rara perla volta a sorprendere e sorprendendo sopravvive. Umberto F. M. Cefalà