Dưới thời Pháp thuộc (giai đoạn 1885 - 1887), Lầu Tĩnh Bắc bị biến thành trạm phòng thủ, lính Pháp đã phá bỏ hình tượng mặt trời hoặc hồ lô ở đỉnh nóc tầng 3 để đặt cột ăng ten thu sóng, các cửa đều bị bịt kín, chỉ mở lỗ châu mai. Giai đoạn này, sự can thiệp của lính Pháp không đáng kể. Giai đoạn sau (1910 - 1921), quân Pháp đã có những can thiệp nhiều vào kiến trúc, bao gồm việc xây thêm hậu cung 2 tầng và thêm các chi tiết kiến trúc kiểu Pháp.
Lầu Tĩnh Bắc (Hậu Lâu) được chụp năm 1885, cửa đi và cửa sổ được bịt tạm bằng các tấm ván gỗ (Nguồn internet: manhhai, flickr, 2019).
Sau khi tiếp quản Thủ đô vào tháng 10 năm 1954, Thành cổ Hà Nội là nơi đóng quân của Bộ Tổng tư lệnh, kiến trúc Hậu Lâu được giữ lại nguyên vẹn từ khi tiếp nhận chuyển giao của quân đội Pháp. Đến năm 2002, Hà Nội tiến hành trùng tu di tích, phá bỏ gian hậu cung, bịt lại cửa chính giữa, cửa sổ tường hồi và tháo dỡ các cánh cửa gỗ trả lại cho di tích hình dáng như hiện nay.
Lầu Tĩnh Bắc (Hậu Lâu) là một di tích gốc tiêu biểu có niên đại tuyệt đối từ tháng 10 năm 1821. Mặc dù trải qua nhiều biến đổi, nó vẫn là minh chứng sinh động cho sự tiếp nối của trung tâm quyền lực, kỹ thuật công nghệ và giao lưu văn hóa Đông - Tây, góp phần củng cố giá trị nổi bật toàn cầu của Di sản Văn hóa thế giới khu Trung tâm Hoàng thành Thăng Long - Hà Nội.