Aan het begin van de 20e eeuw kende het hotel een beslissende uitbreidingsfase. In 1911 werden twee aangrenzende gebouwen toegevoegd, waardoor de capaciteit kon worden vergroot met 100 nieuwe kamers en elegante zalen. De geschiedenis bracht echter ook momenten van stilstand: in 1945 sloot het hotel gedurende tien jaar, nadat het na de Tweede Wereldoorlog door Russische troepen was bezet.
Na een korte heropening werd het gebouw aangekocht door de Oostenrijkse staat en ter beschikking gesteld aan het Internationaal Atoomenergieagentschap, dat er meer dan twee decennia lang zijn hoofdkwartier vestigde. Pas in 1989 kreeg het pand zijn hotelfunctie terug. Na een ambitieuze restauratie onder leiding van All Nippon Airways werd het gebouw teruggebracht tot zijn oorspronkelijke omvang, bleef de historische façade behouden en werden de interieurs volledig vernieuwd, met integratie van geavanceerde technologie zonder het klassieke karakter te verliezen.
Op 14 juni 1994, na een investering van 100 miljoen euro, opende het hotel opnieuw zijn deuren en vond het een perfect evenwicht tussen zijn schitterende verleden en een vastberaden blik op de toekomst. Sindsdien blijft het Grand Hotel Wien zijn verhaal schrijven als een van de grote iconen van de Weense gastvrijheid, trouw aan zijn erfgoed en voortdurend in ontwikkeling, met een ervaring waarin traditie en uitmuntendheid de toon blijven zetten.