Już w czasie zaborów, bo w 1807, miał miejsce kolejny uszczerbek - tym razem w ramach akcji tzw. puncerunku, czyli ograbienia poddanych i Kościoła przez austriackiego cesarza Franciszka II Habsburga. W wyniku nałożonych ogromnych opłat i niemożności ich wypłacenia w gotówce galicyjscy poddani i ta część polskiego Kościoła musieli oddać zdecydowaną większość przedmiotów ze złota i srebra. W XIX wieku Skarbiec wzbogacił się o liczne insygnia i ozdoby wyjęte z niektórych grobów królewskich i biskupich, liczne wota oraz pamiątki historyczne i poświadczające walkę o niepodległość. Druga połowa XIX wieku przyniosła istotne zmiany: wnętrze otrzymało neorenesansowe i neobarokowe umeblowanie, złożone m.in. z szaf, przeszklonych gablot, stołów i siedzisk dla kapituły. Postanowiono udostępnić przestrzeń skarbca dla zwiedzających i pielgrzymów, podjęto pierwsze badania nad dziełami tam zgromadzonymi. Proboszcz i kustosz katedry Ignacy Polkowski wydał w 1882 pierwszy przewodnik po skarbcu. W 1901 sklepienie pokryto polichromią według projektów Józefa Mehoffera. Okupacja hitlerowska przyczyniła się do rozproszenia lub rabunku zbiorów, które oprócz kielicha daru Zygmunta III Wazy powróciły na Wawel. Obok skarbca klasztoru jasnogórskiego i katedry gnieźnieńskiej obecny skarbiec katedralny należy do najbogatszych zbiorów kościelnych w Polsce.