Après rénovation par le Sénat, il est décidé, avec le ministère de la Culture, de faire revivre le Musée du Luxembourg qui ouvre à nouveau ses portes en 1979.
Plusieurs conventions sont signées entre le Sénat et la Culture afin d’organiser la programmation des expositions qui ont, notamment, pour objet de présenter des collections en provenance de musées des différentes régions de France. Ainsi, parmi les expositions marquantes, on peut citer : Les Vierges du Cantal, Les peintres de la couleur en Provence, L’orfèvrerie bretonne, La porcelaine de Limoges.
Parallèlement, durant les mois d’été, alors que les orangers, les lauriers roses et les palmiers sont disposés autour du bassin et dans les allées du Jardin du Luxembourg, le Sénat ouvre son Orangerie, momentanément inoccupée, à de jeunes artistes contemporains -peintres, graveurs, dessinateurs, sculpteurs, etc...- pour des expositions temporaires attirant chaque fois un nombreux public.
La convention du 18 février 2000 va donner au Sénat la responsabilité de la programmation du Musée du Luxembourg. Dans le cadre des nouvelles orientations de la politique culturelle de la Présidence du Sénat, l’objectif est de refaire du Musée un lieu d’attraction majeur.
Pour la première exposition organisée dans ce cadre, inaugurée le 12 juillet 2000, le Sénat a ouvert son Musée à la prestigieuse collection Rau, qui rassemble un ensemble unique au monde de peintres européens " de Fra Angelico à Bonnard ".
En 2010, le Sénat a délégué la gestion du musée à la Réunion des musées nationaux, en privilégiant trois axes de programmation en lien avec son histoire : « la Renaissance en Europe », « Art et pouvoir » et « le Palais, le Jardin et le Musée : le Luxembourg au cœur de Paris, capitale des arts ».
Opérateur culturel reconnu au plan national et international, la Réunion des musées nationaux a choisi de présenter, pour la réouverture du musée du Luxembourg, l'exposition "Lucas Cranach et son temps" du 9 février 2011 au 23 mai 2011.
