Von Carl Ferdinand Langhans (1782 bis 1869) ist das Gebäude äußerlich originalgetreu wiederhergestellt, aber in seinem Innern im Stile des Spätklassizismus neu gestaltet worden. Der Zuschauerraum wurde durch den Einbau eines vierten Ranges erweitert. Im Laufe der Jahre kam es noch zu mehreren einschneidenden Umbauten, bis in den Kriegsjahren 1943/45 nach Bombenangriffen das Haus abermals ein Opfer der Flammen wurde.
In den Jahren 1951/55 erfolgte ein grundlegender Wiederaufbau durch Richard Paulick (1903 bis 1979). Paulick bewahrte die äußere Form und glich das modernisierte Innere besonders im Bühnenbereich stilistisch dem Vorgängerbau an. Der Theatersaal hat 1396 Plätze.
Der Apollosaal, ein repräsentatives Foyer, bereits vor dem II. Weltkrieg mehrfach in seinen Proportionen verändert, wurde in Anlehnung an den Speisesaal des Schlosses Sanssouci neu gestaltet und dient seither als Konzertsaal. Am 4 September 1955 konnte die Deutsche Staatsoper mit Richard Wagners Oper „Die Meistersinger von Nürnberg" wiedereröffnet werden.