В 1918 г. церковь была закрыта. В 1920 г. в здании был открыт музей, вскоре закрытый, и лишь после капитального ремонта, в 1933 г. в ней была открыта выставка по истории парка «Александрия». В годы Второй мировой войны здание уцелело, сохранилось чугунное литье на фасадах и большая часть скульптур, однако отделка была сильно повреждена. После окончания проведённых в 1970—1999 гг. реставрационных работ был вновь открыт музей. Здание храма было освящено, но богослужения в нём не проводились. В 2003 г. вновь был начат реставрационный ремонт, по окончании которого, 4 июня 2006 г. церковь была торжественно освящена митрополитом Санкт-Петербургским и Ладожским Владимиром (Котляровым), приурочив это событие к церемонии перезахоронения останков российской императрицы Марии Федоровны, супруги императора Александра III. Ее прах повторил тот же путь из Дании в Санкт-Петербург через Кронштадт и Петергоф, который будущая императрица совершила, впервые прибыв в Россию. 26 и 27 сентября 2006 г. в храме был выставлен гроб с телом императрицы Марии Фёдоровны для последующего перезахоронения в Петропавловской крепости Санкт-Петербурга. В Готической капелле состоялось богослужение в присутствии членов королевского дома Дании и потомков императорской семьи Романовых.