В середине XIX века через эти земли пролегла ветка железной дороги, здесь стали активно строить дачи. Усадьба полюбилась москвичам. Её навещали многие именитые писатели, поэты, художники, музыканты: Л. Н. Толстой, А. П. Чехов, И. А. Бунин, М. А. Врубель, Ф. И. Шаляпин, Л. В. Собинов.
Идея превратить Царицыно в музей впервые возникла, когда усадьба уже существовала как посёлок Ленино. В 1927 году здесь был создан художественный музей с краеведческим отделом. Но просуществовав всего 10 лет, в 1937 году он был закрыт. И только почти через полвека, в 1984 году, в Царицыне открылся Музей декоративно-прикладного искусства народов СССР. В это время началась реставрация отдельных архитектурных памятников на его территории.
В начале 1990-х музей был переименован в Государственный историко-архитектурный, художественный ландшафтный музей-заповедник «Царицыно». Его фонды собрали богатейшие коллекции произведений декоративного искусства XVIII–XX веков, западноевропейской и русской живописи, гобеленов, изделий из фарфора, хрусталя, керамики, драгоценных металлов. Сегодня здесь более 32 тысяч единиц хранения. Кроме того, усадьба стала музеем архитектуры под открытым небом. «Царицыно» занимает площадь более 650 гектаров. В него вошли английский пейзажный парк, архитектурный ансамбль, каскад Царицынских и Борисовских прудов.
Указом Президента Российской Федерации в 1995 году Государственный музей-заповедник «Царицыно» был отнесён к объектам исторического и культурного наследия общероссийского значения, а в 2004 году передан в ведение Правительства Москвы. Так началась новая эпоха в его истории.
В 2006 году была принята «Городская комплексная целевая программа перспективного развития государственного музея-заповедника «Царицыно» на 2006–2008 годы». Перед архитекторами и строителями, деятелями культуры и музейными работниками была поставлена грандиозная задача: возродить Царицынский дворцово-парковый ансамбль, каким он был задуман при Екатерине Великой, превратить Царицыно в крупнейший на юге Москвы историко-культурный, музейно-выставочный, природоохранный, досугово-рекреационный и туристский комплекс.
Специалисты отреставрировали более 60 объектов, максимально сохраняя исторический облик построек и их внутреннюю планировку, благоустроили территорию, пруды и исторический парк. Теперь здесь появились уютные кафе и рестораны, магазины сувенирной и книжной продукции, гостевые автостоянки. В парке высадили молодые деревья и кустарники, разбили цветочные клумбы, восстановили историческую планировку Оранжерейного пруда, провели освещение. В День города в 2007 году на Верхнем Царицынском пруду были открыты два новых ажурных моста, соединивших берега пруда, и светодинамический музыкальный фонтан, высота главных струй которого достигает 30 метров.
Большой дворец Екатерины Великой восстановили по эскизам М. Ф. Казакова. Здание увенчали высокие кровли и шатровые завершения башен с ажурным декором. Новое оформление во вкусе русской классической архитектуры получили парадные залы дворца, порталы дверей и оконные обрамления. Через все этажи дворца прошла роскошная лестница в духе второй половины XVIII века.
Главный зал дворца, названный Екатерининским, украсила мраморная статуя императрицы работы известного русского скульптора А. М. Опекушина. К этому огромному залу, оформленному в стиле дворцового убранства времён Екатерины Великой, примыкают две парадные гостиные. Центральное место в нём занимает живописный триптих «Коронация Екатерины Великой» работы академика, секретаря Российской академии художеств Е. Н. Максимова.
В парадном зале на втором этаже размещены мраморные бюсты российских императоров Павла I, Александра I, Николая I, великого князя Константина Павловича; выдающихся представителей русской и зарубежной культуры эпохи просвещения: Дашковой, Ломоносова, Карамзина, Державина, Дидро, Вольтера, Монтескьё, Гримма. Скульптуры выполнены народным художником России, академиком Российской академии художеств А. Н. Бургановым.
Со стен смотрят выдающиеся деятели екатерининской эпохи: генерал-фельдмаршал князь Г. А. Потёмкин-Таврический, генерал-фельдмаршал граф П. А. Румянцев-Задунайский, генерал-фельдмаршал граф А. В. Суворов-Рымникский, генерал-аншеф граф А. Г. Орлов-Чесменский, светлейший князь генерал-фельдцейхмейстер, главнокомандующий Черноморским флотом П. А. Зубов, президент Академии художеств И. И. Бецкой, дипломат граф Н. И. Панин, адмирал Ф. Ф. Ушаков. Здесь расположен групповой портрет «Триумф Екатерины», посвящённый визиту императрицы Екатерины II в Новороссию. Автор этих полотен – народный художник России, академик Российской академии художеств В. И. Нестеренко.
В Екатерининском зале проходят праздничные торжества и представительские мероприятия Правительства Москвы; крупнейшие выставки, концерты с участием знаменитых российских и зарубежных исполнителей, театрализованные представления, праздничные балы и зрелищно-развлекательные мероприятия для молодёжи, туристов и гостей Москвы.
Облик екатерининской эпохи воссоздаёт выставка «Екатерина Великая: созидание, вдохновение, просвещение». Экспозиция развёрнута на площади более 1800 квадратных метров. Здесь размещены произведения русских и иностранных художников, работавших в России: портреты Екатерины II, членов императорской семьи, фаворитов, главных деятелей эпохи. Среди экспонатов личные вещи, одежда и автографы современников императрицы, образцы русского и турецкого оружия, предметы быта различных слоёв общества и изделия декоративно-прикладного искусства, выполненные из серебра, фарфора, стекла, тканей, дерева. Здесь можно увидеть уникальный картографический материал: рукописные карты и планы, отражающие географические открытия и военные кампании.
Музей-заповедник «Царицыно» – запечатлённая в ландшафте, архитектуре и художественных образах эпоха Екатерины II. Время императрицы предстаёт во всём своём блеске, здесь бьётся пульс славной российской истории второй половины XVIII века.