Après le départ de Balzac en 1847, son appartement continue d’être loué.
À la fin du XIXème siècle, la propriétaire de la maison permet à quelques privilégiés de visiter l’ancienne demeure de Balzac. C’est au cours de l’une de ces visites que l’homme de lettres Louis Baudier de Royaumont découvre le lieu. Séduit, il parvient à y inaugurer, en 1910, un premier musée dédié à Balzac.
En ce début de XXème siècle, le village de Passy s’urbanise peu à peu pour devenir l’un des plus beaux quartiers de la capitale. Passy perd alors son aspect campagnard.
« Lorsque je m’installai à Auteuil, la rue Raynouard ressemblait encore à ce qu’elle était du temps de Balzac. Elle a bien changé maintenant. Il reste encore la rue Berton qu’éclairent des lampes à pétrole, mais bientôt sans doute, on changera cela. »
Guillaume Apollinaire, « Souvenir d’Auteuil », Le Flâneur des deux rives, 1918
Le site et la maison connaissent également d’importants bouleversements. En effet, après la Première Guerre mondiale, des travaux réalisés au sein de la maison détruisent toute trace de décoration du temps de Balzac. De plus, l’hôtel particulier qui cachait la maison est détruit en 1937 pour permettre l’élargissement de la rue Raynouard. Toutefois, l’inscription du jardin à l’inventaire des monuments historiques permet de le préserver d’éventuelles constructions.
En 1948, la Ville de Paris récupère la propriété de la maison et y aménage un musée. Il est inauguré en 1949 après de longs travaux. Enfin, une bibliothèque de recherches voit le jour en 1971 au rez-de-chaussée de la maison.