Desde época medieval y hasta que la comunidad abandonó el edificio histórico para ser transformado en museo a finales del siglo XX, las religiosas clarisas continuaron durmiendo en este espacio comunitario, tal y como especificaba su regla, con la excepción del período de la Guerra Civil española (1936-1939), durante el cual abandonaron el monasterio.
Pese a que la regla determinaba que las religiosas debían dormir juntas, en el año 1901 se construyeron unas celdas individuales que compartimentaban la gran sala del dormitorio, gracias a parte de la dote aportada por sor Eulària Anzizu al ingresar en el monasterio. De esta forma, por primera vez las religiosas disponían de una celda propia.
No fue hasta las últimas décadas del mismo siglo XX cuando el espacio volvió a ser nuevamente diáfano, ya que, con la pérdida de la función original a la que estaba destinado, al trasladarse las monjas al nuevo convento, se transformó en una magnífica sala de exposiciones. Así, la estancia acogió durante unos cuantos años parte de la pintura religiosa de la Colección Thyssen-Bornemisza. También se creó un nuevo acceso principal al espacio, que pasó a realizarse por la planta baja del claustro.
La construcción, a principios del siglo XX, de las celdas individuales modificó sustancialmente la estructura originaria de la nave del dormitorio.
Posteriormente, en 1965, se construyeron nuevas estancias rebajando parte del suelo bajo el dormitorio, y más adelante, en ese mismo nivel, se creó un pasillo, denominado «de santa Lucía», donde se instaló la biblioteca del monasterio, al mismo tiempo que permitía a la comunidad desplazarse hasta la iglesia sin tener que salir de la clausura.
Como ya se ha comentado, desde tiempos fundacionales las monjas de Pedralbes habían compartido las horas de sueño en el dormitorio conventual, con las camas separadas por simples cortinas. La intervención de 1901 del arquitecto Joan Martorell consistió en compartimentar el espacio construyendo dos cuerpos paralelos de celdas individuales hechas con tabiques y techos de obra, separadas por un pasillo central al que se abrían puertas y ventanas. De este modo, las monjas pasaron a contar con espacios más confortables.
Las celdas del dormitorio fueron derruidas en el año 1938 en el contexto de la Guerra Civil española, cuando el monasterio fue confiscado por la Generalitat de Cataluña y en este emplazamiento se estableció un depósito de patrimonio artístico y documental. El espacio en concreto del dormitorio se mantuvo con los tabiques demolidos y los ladrillos apilados, sin ningún uso específico. Una vez finalizada la guerra, las celdas fueron reconstruidas.
A lo largo del siglo XX, se realizaron nuevas mejoras en el dormitorio, como la instalación de luz eléctrica y el cambio de envigado del techo a cargo del arquitecto conservador Jeroni Martorell i Terrats, director desde 1915 del Servicio de Conservación y Catalogación de Monumentos de la Diputación de Barcelona. Las últimas grandes reformas del dormitorio y su acondicionamiento como espacio expositivo se deben a los arquitectos del Ayuntamiento de Barcelona Pere López-Iñigo y Josep M. Julià i Capdevila.