W pierwszych dniach powstania warszawskiego w gmachu pałacu formował się Batalion „Wigry II”. Od 4 sierpnia 1944 roku zaczęto tworzyć tutaj Centralny Powstańczy Szpital Chirurgiczny nr 1. W dniach 12 i 13 sierpnia do gmachu częściowo ewakuowano znajdujący się pod ostrzałem artylerii szpital Św. Jana Bożego, a 14 sierpnia – część rannych z podpalonego szpitala przy ul. Barokowej 5. Placówka na Długiej 7 była największym szpitalem powstańczym w obrębie Starego i Nowego Miasta.
Od 13 do 26 sierpnia w pałacu mieściła się Komenda Główna AK, która przeniosła się tutaj z gmachu szkoły powszechnej przy ul. Barokowej.
13 sierpnia wszystkie piętra oraz piwnice pałacu wypełniły się rannymi w eksplozji czołgu-pułapki przy ulicy Kilińskiego. Poważnie uszkodziła ona prawą oficynę pałacu. Na skwerze przed budynkiem, od strony Kilińskiego, wykopano ok. 10 grobów, do których złożono ponad 150 ciał zabitych. Zostali oni ekshumowani w kwietniu 1945.
W nocy z 1 na 2 września grupa ok. 60 lżej rannych żołnierzy, a także lekarzy i sanitariuszek ewakuowała się ze Starego Miasta włazem na placu Krasińskich.
W godzinach rannych 2 września 1944, po opuszczeniu Starego Miasta przez siły powstańcze, Niemcy zajęli szpital. Kilka godzin później, ok. godz.