W 1797 rozpoczęto rozbudowę rezydencji według planów Michaela Philipa Boumanna, które przewidywały dodanie dwóch jednopiętrowych skrzydeł bocznych. Ich fasady zdobić miały marmurowe galerie. Niezbędny surowiec uzyskano poprzez przeniesienie marmurowej kolumnady autorstwa Georga Wenzeslausa von Knobelsdorffa z fryderycjańskiej części parku SanssouciKolumnada stała przy głównej alei pomiędzy pałacem Sanssouci a Nowym Pałacem..
Śmierć monarchy w 1797 przerwała prace nad pałacem. Jego syn i następca Fryderyk Wilhelm III dopilnował wykończenia pałacu z zewnątrz.
W latach 30. XIX w. do pałacu wprowadził się książę Wilhelm, późniejszy cesarz Wilhelm I, z małżonką Augustą. Para książęca zamieszkała w pałacu tymczasowo, oczekując na ukończenie prac nad ich nową siedzibą zamkiem Babelsberg (1835–1849). Brat Wilhelma, Fryderyk Wilhelm IV zlecił prace nad urządzeniem wnętrz skrzydeł pałacu Ludwigowi Ferdinandowi Hessemu (1843–1848).
Modernizację pałacu przeprowadzono pod koniec XIX w., kiedy zamieszkał tu wraz z rodziną książę Wilhelm, późniejszy cesarz Wilhelm II (1881–1888). W 1892 urodziła się tu Wiktoria Luiza, jedyna córka Wilhelma II.