Devant l'avance des troupes alliées, l'état-major de la Luftwaffe quitte progressivement le Palais du Luxembourg entre le 12 et le 18 août 1944. Il y est remplacé, dans l'après-midi du 18 août, par des troupes de choc auparavant cantonnées au lycée Montaigne et que renforcent des SS et une compagnie de Schutzpolizei
Durant l'insurrection parisienne et les combats de la Libération, du 19 au 25 août, l'ouvrier électricien Dalby provoque, à l'initiative de l'architecte du Palais, des pannes de courant électrique qui gênent considérablement le travail de minage des abris de défense entrepris par les Allemands.
Le Palais est libéré en fin d'après-midi le 25 août 1944 par l'action conjuguée de la 2ème DB et des FFI.
Il est trouvé dans un état indescriptible de désordre et de déprédations intérieures, indépendamment des conséquences des combats eux-mêmes pour les extérieurs.
Le jardin du Luxembourg est réouvert au public le dimanche 29 octobre 1944, quand la circulation n'y présente plus aucun danger. Une fête musicale accompagne sa réouverture.