In seguito al passaggio del Castello dall’autorità militare al Comune di Milano, nel 1893 iniziarono i lunghi restauri del fortilizio a opera dell’architetto Luca Beltrami, che nel 1907-1908, grazie al generoso lascito della famiglia Mangili, mise mano anche all’Ospedale Spagnolo.

Durante i lavori venne demolito il piano superiore, costruito tra il XVIII e il XIX secolo, senza intervenire sull’interno. La facciata esterna venne decorata con elaborati motivi a monocromo rosso desunti dalla decorazione delle volte della chiesa milanese di Santa Maria della Fontana, degli inizi del XVI secolo.

In seguito alla decisione di trasformare l’antico ospedale nel nuovo Museo Pietà Rondanini, sono stati intrapresi dal luglio 2013 significativi restauri volti a rafforzare la struttura, dotarla di una opportuna protezione antisismica e antivibrazionale per difendere il capolavoro e riportare alla luce le originarie pitture decorative. Il Museo Pietà Rondanini è stato inaugurato il 2 maggio 2015.