张学良故居在张学良离开后，经历了多次变迁。1949年中华人民共和国成立后，张寿懿（张作霖五夫人）移居香港，张学良故居由其子张学铨管理并出租。随着时间的推移，这座建筑逐渐失去了原有的私人性质，转而成为公共空间。
1956年，张学良故居进行了私房改造，由国家经营。这一时期，故居的功能发生了变化，从一个私人住宅转变为政府办公场所。1960年，张学良故居正式成为公产，先后被用作政府办公楼，后来又开设了酒楼和婚纱店等商业用途。
随着时间的推移，张学良故居逐渐失去了其原有的风貌和历史价值。然而，进入21世纪后，天津市政府开始重视历史建筑的保护和利用。2010年，天津市积极推动小洋楼开发，利用招商引资盘活风貌建筑，一家企业争取到了保护开发张学良故居的项目。
经过两年多的精心修缮和筹备，2012年10月，张学良故居作为博物馆正式对外开放。这座博物馆不仅保留了故居的原有建筑结构和装饰风格，还通过展示张学良的生活用品、信件、照片等文物，全景重现了当年张家在天津法租界的生活原貌。博物馆的开放，不仅为公众提供了一个了解张学良及其时代背景的机会，也为保护和传承历史文化遗产做出了贡献。