Po włączeniu Pelplina w granice II Rzeczypospolitej bp Stanisław Okoniewski podjął decyzję o przebudowie rezydencji w stylu neoklasycystycznym, nawiązującym do architektury stanisławowskiej, mniej kojarzącej się z czasami pruskimi. Przebudowa miała miejsce w latach 1927–1928 wg projektu Stefana Cybichowskiego. Mury otynkowano, od frontu dostawiono portyk kolumnowy, a od południa i zachodu dobudowano tarasy. Przypuszczalnym wykonawcą drobniejszych detali, takich jak tralki czy rzygacze, jest Mikołaj Cichosz. Zmieniono również wystrój wnętrza budowli. Henryk Jackowski-Nostitz wykonał malowidła sufitowe oraz witraże w kaplicy biskupiej. W podobnym czasie w Ogrodach Biskupich ustawiono rzeźby dłuta Wojciecha Durka. W 1928 założono tu Muzeum Diecezjalne, które w latach 80. XX wieku przeniesiono do nowo wybudowanej siedziby.
W czasach okupacji nazistowskiej w pałacu działało kasyno miejscowej szkoły policyjnej wraz z restauracją. Sąsiedni budynek kancelarii pełnił funkcję archiwum. W 1945 dawną kancelarię podpalił nieznany sprawca, odbudowano ją w nowym kształcie w latach 1965–1968.