Sarayda 1856 yılından itibaren; Sultan Abdülmecid (1839-1861), Sultan Abdülaziz (1861-1876), Sultan V. Murad (1876), Sultan II. Abdülhamid (1876-1909), Sultan V. Mehmed Reşad (1909-1918) ve Sultan VI. Mehmed Vahideddin (1918-1922) olmak üzere 6 padişah ile son Halife Abdülmecid (1922-1924) yaşadı.
Cumhuriyet’in ilanı ardından ise Mustafa Kemal Atatürk, 1927-1938 yılları arasında sarayda aralıklarla 4 yıl kalmış çalışmalarını buradan yürütmüş ve burada vefat etmiştir. İsmet İnönü döneminde 1949’a kadar Cumhurbaşkanlığı makamı olarak kullanılan Dolmabahçe, 1984’te Osmanlı döneminde kullanıldığı gibi özgün haliyle müze-saray olarak açılmıştır.