W 1945 Olsztyn z całą Warmią wróciły do Polski. Zamek przeszedł na własność państwa polskiego. Zachował charakter muzealny i większość przedwojennych eksponatów. W 1945 stał się siedzibą Muzeum Mazurskiego, które dzisiaj nosi nazwę Muzeum Warmii i Mazur. Oprócz działalności wystawienniczej obejmującą ekspozycję archeologiczną, galerię malarstwa, militaria, kolekcję sztuku zdobniczej dużą popularnością cieszą się imprezy organizowane tu w ramach Olsztyńskiego Lata Artystycznego (OLA) jak wieczory zamkowe i „Niedziele w Muzeum”.
Mikołaj Kopernik i zamek olsztyński
thumb|lewo|Oryginalna tablica astronomiczna Mikołaja Kopernika thumb|Kopernik naniósł na ścianę siatkę linii, czerwonych, niebieskich i czarnych, oznaczonych cyframi rzymskimi, arabskimi oraz literami T, I, C. Tablica ta, wykonana w technice fresku mokrego, jest jedynym zachowanym do dzisiaj instrumentem astronomicznym, który Kopernik wykonał własnoręcznie Mikołaj Kopernik mieszkał w północno-wschodnim skrzydle zamku, w dużej komnacie, z której dwu okien rozciągał się widok na Łynę i młyn zamkowy, a z trzeciego – na dziedziniec, jedne drzwi zaś prowadziły na krużganek, a drugie do komnaty urzędowej.