В сентябре 1942 года ещё часть экспонатов Третьяковской галереи была вывезена из Москвы. Но небольшой коллектив во главе с исполняющим обязанности директора С. И. Прониным в Лаврушинском переулке продолжал трудиться.
В полуразрушенном здании в Москве велась активная выставочная работа. За время эвакуации сотрудниками Третьяковской галереи в Москве и Новосибирске было организовано около 20 выставок. Осенью 1942 года впервые на сибирской земле были показаны художественные произведения из основного собрания Третьяковской галереи.
В течение всех четырёх военных лет сотрудники Третьяковской галереи читали лекции в агитпунктах, на вокзалах, в воинских частях, госпиталях, школах не только в Москве и Новосибирске, но и Томске, Соликамске, Красноярске, Молотове.
Война уходила на запад. Уникальному грузу из Новосибирска и Молотова пришла пора возвращаться в Лаврушинский переулок. Благодаря усилиям сотрудников Галереи сокровища русского искусства были сохранены. Комиссия в составе представителей Комитета по искусству, ведущих реставраторов и искусствоведов Москвы пришла к выводу, что все экспонаты находятся в отличном состоянии.
17 мая 1945 года Государственная Третьяковская галерея была вновь открыта.
Новая экспозиция Третьяковской галереи открылась через неделю после праздника Победы.
На протяжении первого десятилетия после победы в войне почти каждый год устраивались всесоюзные выставки советских художников. Особое внимание уделялось организации выставок, построенных по монографическому принципу. Это касалось как живописцев советского времени, так и знаменитых русских художников XVIII–XIX веков.
В 1960-е и 1970-е годы в галерее прошла серия выставок, посвящённых искусству конца XIX — начала XX века. Почти каждая стала открытием и знаменательным событием не только для искусствоведов или музейщиков, но и для зрителей. Творчество художников нереалистического направления, которых ещё недавно обвиняли в формализме, получило новый импульс для изучения в научных отделах.
Тогда же «Третьяковка» стала организовывать передвижные выставки, чтобы познакомить со своим собранием другие города страны. Для экспозиций отбирались подлинные произведения живописи известных мастеров.
Серьёзная исследовательская работа продолжалась и в направлении изучения творчества живописцев XVIII — первой половины XIX века. Настоящим потрясением стала выставка «Портрет петровского времени» (1973 г.), организованная совместно с Русским музеем, и «Неизвестные и забытые портретисты XVIII — начала XIX века» (1975 г.).
В 1956 году Третьяковская галерея отметила своё столетие, а через пятнадцать лет провела ряд выставок, посвящённых столетию Товарищества передвижных художественных выставок.
Древнерусское искусство также включалось в список закрытых тем в былые годы. Теперь всё изменилось. В 1960 году прошла выставка «Андрей Рублёв и его время», организованная по решению бюро Всемирного совета мира. В значительной степени она стала шоком. Впоследствии публике были показаны «Северные письма» (1964 г.), «Ростово-Суздальская школа живописи» (1966–1967), «Живопись домонгольской Руси» (1974 г.), которые представили достижения искусствоведения в этой области.
На протяжении 1960–1970-х годов значительно пополнилась экспозиция произведений конца XIX — начала XX века и советского искусства. Уже в 1957 году все 18 залов советского периода подверглись изменениям. В последующие годы расширилась экспозиция послереволюционного десятилетия. Она отразила сложную картину исканий в искусстве 1920-х годов.
В 1960–1980-е годы огромное количество посетителей, экскурсий, школьных кружков уже с трудом помещалось в залах музея. К середине 1980-х годов не только администрации музея, но и правительству страны стало понятно, что «Третьяковке» нужны новые площади.
Грандиозная реконструкция Третьяковской галереи в Лаврушинском переулке связана с именем директора Третьяковской галереи Юрия Константиновича Королёва (1929–1992). За успешное выполнение этого задания в 1995 году Ю. К. Королёв (посмертно) и авторский коллектив были удостоены Государственной премии Российской Федерации.
В январе 1986 года Третьяковская галерея в Лаврушинском переулке закрылась для посетителей. В специально оборудованный депозитарий (хранилище экспонатов), пристроенный в 1985 году с северной стороны исторического здания, перенесли произведения из экспозиции и её запасника.
В том же 1985 году «Государственная картинная галерея», располагавшаяся на Крымском валу, была объединена с Третьяковской галереей в единый музейный комплекс с сохранением исторического названия — Государственная Третьяковская галерея. В здание на Крымском валу для экспонирования и хранения перевезли произведения живописи, графики и скульптуры, созданные после 1917 года.
Новое музейное здание на Крымском собирались разместить ещё в 1956 году, когда отмечалось столетие галереи. Место было выбрано напротив Центрального парка культуры и отдыха имени А. М. Горького на берегу Москвы-реки недалеко от Кремля и исторического дома в Голутвине, где в 1832 году родился П. М. Третьяков. Намечалось закончить стройку в 1961 году и полностью перевести сюда все коллекции Галереи.
Но в 1959 году решением правительства проектируемое здание было закреплено за вновь созданной Государственной картинной галереей СССР. В 1962 году последовало объединение Картинной галереи СССР и выставочных залов Союза художников (ныне Центральный Дом художника). Новый проект, выполненный в мастерской имени И. В. Жолтовского, был утверждён в 1962 году, а строительство начато в 1965-м.
Гигантские выставочные площади, анфилады просторных залов, предусматривающие разнообразные трансформации площадей и объёмов для развески, единое пространство вестибюля, лестничных маршей и антресолей, огромные окна, открывающие эффектные панорамы на Кремль, Москву-реку и парк, — всё это таило интересные экспозиционные возможности.
В 1987 году была показана выставка произведений Д. Г. Левицкого, организованная ГТГ и Русским музеем при поддержке других музеев СССР. А потом пошла череда выставок художников русского авангарда: В. В. Кандинского, К. С. Малевича (1989 г.), Л. С. Поповой, А. С. Голубкиной, П. Н. Филонова, Эль Лисицкого (1990 г.), 1991 год — «Шагал в России», «Русский модерн», 1992 год — «С. И. Мамонтов и русская художественная культура», А. И. Куинжди, В. В. Верещагин. В 1994 году выставки — В. Е. Татлина, И. Е. Репина и В. Д. Поленова.
Огромные толпы посетителей собрала «Выставка произведений из собрания Арманда Хаммера» (1986 г.).
Строительные работы в Лаврушинском были начаты ещё в 1983 году. Через два года введён в строй депозитарий. Там же расположились и реставрационные мастерские ГТГ.
А в 1986 году настало время приступить к реконструкции основного здания Третьяковской галереи. Авторы проекта своей главной задачей поставили сохранить облик исторического ансамбля. Центр комплекса — основной дом и «щусевский корпус» — был расширен за счёт застройки двух внутренних дворов. Здесь разместилась основная экспозиция.
В 1989 году был построен ещё один новый корпус, уже с южной стороны от основного здания. Он предназначался для выставочных залов, конференц-зала, информационно-вычислительного центра, детской изостудии. В этом же здании находится большая часть инженерных систем и служб, поэтому оно получило название «Инженерный корпус».
Принципиальной особенностью проекта было включение в музейный ансамбль храма Святителя Николая в Толмачах (памятник архитектуры XVII в.). Ныне он восстановлен, освящён и действует в статусе домового храма-музея при Третьяковской галерее.
В 1986 году к Галерее на правах отделов был присоединён ряд мемориальных московских музеев: Дом-музей П. Д. Корина, Дом-музей В. М. Васнецова, Музей-квартира А. М. Васнецова, Музей-мастерская А. С. Голубкиной. В связи с этим галерея получила статус Всесоюзного музейного объединения (с 1994 г. — Всероссийское).
В апреле 1995 года для посетителей открылась обновлённая экспозиция классического русского искусства в Лаврушинском переулке. Традиционный маршрут и расположение материалов были во многом сохранены. В новом-старом доме Третьяковской галереи стало возможным значительно расширить экспозицию древнерусского искусства, выделить залы для скульптуры XVIII — первой половины XIX века и рубежа XIX–XX веков. Требующая особого светового режима графика теперь демонстрируется в специально оборудованных залах, появилась «Сокровищница», где можно увидеть произведения прикладного древнерусского искусства, миниатюры, иконы в драгоценных окладах.
Застройка внутренних двориков дала возможность создать новые залы для картин К. П. Брюллова, А. А. Иванова, И. Н. Крамского, А. И. Куинджи. Самый большой из них был специально спроектирован для огромного декоративного панно «Принцесса Грёза» М. А. Врубеля (1896 г.), поступившего в галерею в 1956 году из Государственного академического Большого театра СССР.
