Les autres mesures de défense passive visent essentiellement à assurer la protection du Palais. Des œuvres d'art sont déplacées, les autres sont protégées, tout comme les bâtiments eux-mêmes, où de nombreux travaux sont effectués, en partie sous la tutelle du ministère de l'Éducation nationale et des Beaux-arts, responsable de la protection des monuments historiques.
On installe un système de détection incendie dans le Palais afin que tout début de sinistre soit signalé sur des tableaux situés dans l'abri et la loge Tournon. Un poste de guet de la DCA permet d'ajouter à ce dispositif une surveillance humaine. Une attention particulière est portée à la charpente de soutien des gradins de la Salle des Séances : en bois, et difficilement accessible, elle est jugée particulièrement vulnérable. Pour la protéger, l'architecte du Palais propose un système de pulvérisateurs d'eau, qui pourraient être actionnés à distance en cas d'incendie naissant.
D'autres travaux visent à éviter le repérage du Palais du Luxembourg lors de raids aériens nocturnes.
On commande des lampes électriques bleues, on badigeonne de peinture bleue les fenêtres des escaliers, les serres et les toitures vitrées, pour supprimer leur brillance de nuit. Ces toitures - il s'agit essentiellement de celle de la Salle des Séances et des lanterneaux de la Galerie des Bustes - sont en outre plus tard recouvertes d'une protection en bois. Dans le même but de camouflage pour la nuit, le bassin du Jardin du Luxembourg est vidé, on y verse du sable. Quelques mois après la déclaration de guerre, il sera cependant de nouveau rempli.
Salle des Conférences, Salon Victor Hugo, à la buvette, dans l'Escalier d'Honneur et les vestiaires des sénateurs, on décide d'obturer les fenêtres par des rideaux opaques afin que des séances puissent être tenues à la nuit tombée sans visibilité extérieure.
Des écrans de protection viennent entourer les parties du Palais qui, au rez-de-chaussée, présentent le plus grand intérêt artistique (Salle du Livre d'or, chapelle, Fontaine Médicis). Des échafaudages de sacs de terre sont élevés pour les protéger des éclats d'obus. D'autres écrans, de sacs de sable, sont prévus pour la protection des personnes aux différentes loges et postes militaires.
On installe aussi au Luxembourg quelques éléments de défense active. Une batterie d'artillerie de DCA est placée dans l'Orangerie, avec garnison attenante, et un poste de guet sur la toiture de la façade ouest.