В 1830 году казна выкупает у наследников особняк И.И. Бецкого, для подарка от Николая I – племяннику принцу Петру Георгиевичу Ольденбургскому. Заметим, что русская ветвь герцогов Ольденбургских возникла после брака великой княжны Екатерины Павловны (дочери Павла I) с родным племянником ее матери императрицы Марии Федоровны – принцем Георгом Ольденбургским, назначенным Александром I Тверским, Ярославским и Новгородским генерал-губернатором. Позже принц становится главным управляющим путей сообщения и учреждает в 1809 году Институт Корпуса инженеров путей сообщения на Царскосельском проспекте. У Екатерины Павловны и принца Георга родились сыновья – Александр (1810–1829) и Петр (1812–1881).
В соответствии с последним желанием великой княгини Екатерины Павловны принца Петра Георгиевича отправили для обучения в герцогство Ольденбургское. Однако в 1830 году его дядя, русский император Николай Павлович, отзывает любимого племянника в Россию и определяет на службу в Преображенский гвардейский полк.
В столице принц Петр владел двумя дворцами: на Каменном острове и на Марсовом поле – подарок дядюшки, перестроенный по распоряжению Николая I дом И.И. Бецкого. Работу по переделке старого дома во дворец для герцога П.Г. Ольденбургского царь поручил В.П. Стасову, тот существенно переделал особняк.
По желанию нового владельца, принца Петра Ольденбургского, зодчий уничтожил знаменитые висячие сады и изменил его внешний облик. Со стороны Лебяжьего канала надстроил два этажа и один – со стороны Марсова поля и таким образом выровнял силуэт здания «под единый карниз».
Аттик южного фасада украсила скульптура, исполненная знаменитым столичным скульптором М.И. Козловским.
Одновременно по проектам Стасова выполнялись работы по реконструкции отдельных внутренних помещений здания. В архиве Публичной библиотеки сохранились записи заказчика – Петра Георгиевича Ольденбургского, в которых он вел пунктуальный учет всех внутренних переделок и его распоряжений, касающихся их. Вот образцы лишь некоторых записей герцога: «В кондитерской устроить духовую печку, которая бы нагревала угол моего кабинета у новой пристройки, розовый кабинет, бель-этаж и помещение маленькой гостиной.
Устроить душники самих окошек. Нагреть посредством духовой топки танцевальный зал и контору и внизу угловую комнату против Летнего сада; в кабинете принцессы выломать стену у чулана; в маленькой гостиной переделать печку на камин; нагреть часть лестницы у фонтана; в людском флигеле исправить печки и переменить балки; коридор над конюшнею осветить сверху; временный деревянный сарай привести в приличный вид и сделать просвет в такое же конюшне».
С именем П.Г. Ольденбургского в нашем городе связаны благотворительность и достижения в сфере народного образования. В 1838 году он становится почетным опекуном от императорской фамилии и членом многих советов Российского воспитательного общества благородных девиц и училища Св. Екатерины, а также активным управляющим Мариинской больницы для бедных на Литейном проспекте.
По инициативе принца в Петербурге основали Училище правоведения на набережной Фонтанки. В 1835 году по поручению Петра Георгиевича для этого учебного заведения приобрели и перестроили дом сенатора И.П. Неплюева. Сам принц пожертвовал один миллион рублей для строительства этого учебного заведения.
Совместно со М.М. Сперанским он составил программу подготовки российских правоведов и утвердил штаты открытого в 1835 году нового столичного учебного заведения. В 1840 году Петр Ольденбургский становится обер-директором и попечителем Коммерческого училища, а в 1843 году назначается главным начальником нового Александровского лицея на Каменноостровском проспекте Петроградской стороны.
28 апреля 1881 года, присутствуя на экзамене в Екатерининском институте, Петр Георгиевич почувствовал себя плохо и, возвратившись в свой дворец на Марсовом поле, внезапно скончался. Его похоронили в Троице-Сергиевой пустыне на 19-й версте от столицы на Петергофской дороге, на кладбище монастырского ансамбля, От поезда до Троице-Сергиевой пустыни гроб с телом П.Г. Ольденбургского правоведы и учащиеся Александровского лицея несли на руках.
После революции 1917 года в историческом Некрополе Троице-Сергиевой пустыни началось безжалостное уничтожение захоронений известных общественных и государственных деятелей России. Среди варварски разоренных и сравненных с землей захоронений оказалась и могила П.Г. Ольденбургского.