Prva faza povojne obnove gradu se je pričela s preselitvijo Belokranjskega muzeja v prostore ukinjenega dijaškega internata leta 1954.
Ta je do tedaj imel svojo stalno razstavo kar na treh mestih, in sicer v župnišču, mestni hiši in cerkvi sv. Martina. Prvi vzdrževalni posegi v novo pridobljenih prostorih so obsegali vgradnjo parketa, novo električno napeljavo in zamenjavo nekaj oken. Tako muzej kot ostali uporabniki gradu so se morali v tistem obdobju ubadati predvsem z vzdrževanjem dotrajane strehe in dejstvom, da grad tedaj ni imel urejene kanalizacije. Zato so v muzeju naročili projekt ureditve kanalizacije, ki ga je v letu 1958 izdelal inž. Oton Černila, vendar je moral projekt počakati na izvedbo vse do 1968. Zaradi novega, manj ugodnega načina financiranja muzeja, ki je prešlo izključno na breme metliške občine, so morali namreč v muzeju prilagoditi tudi potrebe glede nadaljnje obnove gradu. Tako so uspeli 1958 na novo urediti le dovoz na dvorišče ter 1959 tri depoje v severnem pritličnem traktu.
Leta 1961 se je iz gradu izselilo okrajno sodišče, naslednjo leto pa še zemljiška knjiga. Prostore, v katerih je domovalo sodišče, so za potrebe postavitve stalne razstave na novo prepleskali, obnovili star smrekov pod ter popravili okna. Vendar so kmalu ugotovili, da je streha nad okroglim stolpom precej dotrajana, zaradi česar so se na njej 1965 vršili vzdrževalni posegi, podrli pa so tudi opuščeni dimnik. V šolskem letu 1965/66 je osnovna šola v gradu zadnjič izvajala pouk. Muzej je takoj zasedel izpraznjene prostore v nadstropju, v katerih so bile tri učilnice, ravnateljeva pisarna, soba fotokrožka in kopalnica, kot tudi one v pritličju, ki jih je šola uporabljala za šolske delavnice, drvarnico in kuhinjo z jedilnico. S tem je postal muzej edini uporabnik grajskega nadstropja, ki pa ga je bilo potrebno obnoviti in prilagoditi načrtovani novi stalni postavitvi z možnostjo krožnega ogleda. V tem času sta se v pritličje vselila tudi nova najemnika, in sicer otroški vrtec in zasebnik, ki je uredil stanovanje in delavnico za popravilo električnih aparatov.
Maja 1967 so pričeli z revitalizacijo podobe grajskega dvorišča, ki se je osredotočila na podiranje stopnišča, ki je vodilo v bivše prostore zemljiške knjige in odpiranjem arkadnih hodnikov. Pri tem nastali odpadni gradbeni material so s konjskimi vpregami razvažali po poljskih poteh v okolici mesta. To poletje so si grad, zlasti statično problematični jugovzhodni vogal, ogledali konservatorka Špela Valentinčič, statik Stojan Ribnikar in inženir Oton Černila. 24. julija tega leta je Metliko zelo prizadela toča, zaradi katere je bilo potrebno tudi na grajski strehi zamenjati kar 12.000 kosov kritine, stroške sanacije pa je pokrila Medobčinska zavarovalnica Novo mesto. Šele po končani nujni sanaciji strehe je bilo mogoče nadaljevati z obnovo bivših učilnic osnovne šole za potrebe arheološke zbirke.
Leta 1968 je končno prišla na vrsto izgradnja kanalizacije. To so z dvorišča peljali proti vzhodni terasi, ker pa Metlika tedaj še ni imela javne kanalizacije, so tam zgradili biološko greznico z izpustom v Obrh. Spomladi 1969 je prišla na vrsto tudi odstranitev bivšega sodnijskega stopnišča, ko so sočasno tudi odprli zazidane arkade v prvem nadstropju, popravili fasado ter dvorišče posuli s peskom. Sledila je ureditev prostorov v pritličju južnega trakta za potrebe razstave gasilskega muzeja. Dela so obsegala odstranitev predelnih zidov zaradi potrebe po večjem razstavnem prostoru, elektroinštalacijske razvode ter vgradnjo novih opečnih tlakovcev.
Večja prenovitvena dela so se ponovno nadaljevala leta 1973, ko je Komunalno podjetje Metlika v pritličju zahodnega trakta preuredilo izpraznjeno stanovanje v knjižnico, istega leta pa je bilo v muzejske depoje preurejeno še drugo prazno stanovanje v pritličju severnega trakta. Celotno nadstropje so dokončno preuredili v razstavne in upravne prostore muzeja. Dela so obsegala odstranitev ali preboj več predelnih zidov, zazidavo odvečnih vratnih odprtin ter vzdrževalna dela na stavbnem pohištvu in tlakih. Dela so trajala do 1976, decembra 1977 pa so v razstavišče sakralnih predmetov preuredili še grajsko kapelico, ki je bila leta 1931 spremenjena v kopalnico za sreskega načelnika dr. Ernesta Karlevarisa, kasneje pa so jo uporabljali gojenci šolskega internata. V naslednjih letih so se iz gradu izselili vsi stanovalci razen muzejske hišnice, ki je obdržala svoje stanovanje v dvoriščnem prizidku zahodnega trakta. V severnem traktu so uredili nove razstavne prostore Slovenskega gasilskega muzeja, poročno dvorano, pod kapelico pa sanitarije. Leta 1981 so v izpraznjenem stanovanju in bivši delavnici za popravilo električnih aparatov, torej v najstarejšem grajskem traktu, uredili Ganglovo razstavišče.
Eden prvih celostnih ukrepov za sanacijo kapilarne vlage v grajskih zidovih je bila izgradnja drenaže ob zunanjih zidovih leta 1982, leta 1985 pa tudi ob zidovih na dvorišču. Slednjo pa je gradbinec Drago Ratajc iz Slovenskih Konjic, ki je tedaj zaključeval dela na razstaviščnem paviljonu Slovenskega gasilskega muzeja pred gradom, žal izvedel nepravilno, saj je z neposrednim stikom betonske mulde in ometavanjem temeljev s cementno malto le še povečal higroskopičnost zidov. Slovenski gasilski muzej, ki je tedaj že domoval v bivšem kinu ob jugozahodnem vogalu gradu, je 1983 pristopil k izgradnji novega razstavnega paviljona na zelenici pred jugovzhodnim grajskim traktom, saj dotedanji razstavni prostori v gradu niso več zadoščali novim potrebam. Projekt je bil izveden po načrtih arhitekta Dušana Končarja iz SGP Pionir Novo mesto kljub nasprotovanju spomeniške stroke, ki je zagovarjala ohranitev peš povezave ob nekdanjem mestnem obzidju med gradom in stolpastim dvorom kot tudi ohranitev nepozidanih površin v grajskem arealu. Postavitev razstavnega paviljona je zato predlagala na mestu bližnjih skladiščnih prostorov Kmetijske zadruge.
Leta 1986 je prišla na vrsto temeljita prenova vhodnega stolpa. Na podlagi rezultatov raziskav, ki jih je opravil Zavod za varstvo naravne in kulturne dediščine Novo mesto (v nadaljevanju: zavod), je bila sprejeta odločitev o odstranitvi klasicistične fasadne dekoracije iz časa Jožefa Savinška ter o rekonstrukciji nekdanje baročne podobe. Tako so v drugem nadstropju stolpa vgradili nova pravokotna okna, izvedli korekturo oken v prvem nadstropju, nanesli nove omete, fasado prebelili in nanjo naslikali baročno fasadno dekoracijo s šivanimi vogelniki in medaljoni, obnovili pa so tudi vhodni portal iz zelenega andezitnega tufa, s poreklom iz kamnoloma Peračica pri Radovljici. Sočasno so izvedli tudi vzdrževalna dela na strehi. Izvajalec del je bil gradbenik Drago Ratajc iz Slovenskih Konjic.
Še v istem letu je grad obiskal statik Stojan Ribnikar. Predlagal je rešitve za dotrajano strešno konstrukcijo, ki bi jo bilo potrebno čim prej v celoti zamenjati, za vedno večje konstrukcijske poškodbe na jugovzhodnem vogalu zaradi diferenčnega posedanja temeljnih tal kot tudi za občutno vertikalno razpoko na okroglem stolpu, ki je nastala zaradi potresa in bi jo bilo potrebno sanirati z vgradnjo jeklenih vezi in injiciranjem. Tega leta so bila izvedena vzdrževalna dela tudi na strehi severnega trakta, zavod pa je pristopil k raziskavam dvoriščnih fasad arkadnih hodnikov ob vzhodnem in severnem traktu. Tedaj so odprli zazidane arkade v pritličju severnega trakta ter izvedli vzdrževalna dela na ometih in beležih vzhodne dvoriščne fasade.
Leta 1989 se je ob severnem okroglem grajskem stolpu podrl del obodnega zidu nekdanjega grajskega vrta in zaporniškega dvorišča. Vrtni zid je bil namreč v tem delu vključen v obzidje zaporniškega dvorišča, ki so ga porušili 1963 ali 1964, kakšno leto kasneje pa tudi portal kamnite zidave s segmentnim opečnim lokom.
Večje gradbene aktivnosti so se nadaljevale v letu 1990, ko je muzej pod strokovnim vodstvom zavoda pristopil k odprtju še vseh preostalih arkadnih hodnikov v zahodnem in južnem delu dvorišča. Skladno z rezultati raziskav so bili dvoriščni zidovi ometani z novimi apnenimi ometi in beleži, v pritličju arkadnih hodnikov – z izjemo severnega in pod kapelico – pa so položili opečne tlakovce, ki jih je izdelalo pečarstvo Golob iz Tržiča. Tedaj so preuredili tudi stalno razstavo Slovenskega gasilskega muzeja in uredili vhod v poročno sobo. Ob prenovi arkadnih hodnikov se je porodila ideja, da bi arkadne hodnike zasteklili, in sicer bi bila ta v pritličju fiksna, v nadstropju pa bi vsaka druga zastekljena arkada imela okno iz aluminijastih profilov.
Leta 1992 je prišla na vrsto sanacija arkadnih hodnikov v severnem traktu. Te so bile do tedaj v pritličju zazidane in namenjene shranjevanju drv in goriva. Raziskave so pokazale, da so zidani slopi brez temeljenja, razpokani in nekvalitetne zidave. Nič boljšega stavbnega stanja ni izkazala niti notranja, v osnovi še srednjeveška, stena hodnika. Statik Stojan Ribnikar je glede na nezavidljivo stanje izdelal načrt sanacije, po katerem se je izvedlo podtemeljenje notranje stene, podpiranje arkadnih lokov in rušenje podpornih slopov, novo armiranobetonsko temeljenje s horizontalno hidroizolacijo, ponovno pozidavo slopov, ki so v osnovi armiranobetonski in obzidani z opeko. Sočasno so tudi znižali tedanji nivo tal in hodnike tlakovali z opečnimi tlakovci. Dela so obsegala tudi injiciranje razpok v zidovih nad arkadnimi loki, ometavanje in pleskanje. Izvajalec je bil domači gradbinec Ivan Rus. Tedaj rekonstruirana podoba grajskega dvorišča je ostala nespremenjena do današnjih dni.
V letu 1994 je potekal večji gradbeni poseg, ki se je nanašal na statično sanacijo problematičnega jugovzhodnega vogala, obnovo južne zunanje fasade in na vzdrževalna dela na strehi tega trakta. Izvedbeni projekt je izdelal ZRMK d.o.o. iz Ljubljane leta 1991, po katerem so že tega leta izvedli podbetoniranje temeljev. Dela na strehi so obsegala delno zamenjavo in utrditev leg in škarnikov, vgradnjo novih letev ter pokrivanje strešin z bobrovcem. Statično-sanacijska dela so obsegala dvonivojsko vgradnjo jeklenih vezi s sidri za potrebe horizontalnega povezovanja južnega in vzhodnega grajskega trakta in rekonstrukcije južne fasade. Konservatorji so ugotovili, da je ta starejša od fasad na zahodnem traktu in stolpu ter brez okrasja. Fasado so izvedli na novo v apneni tehnologiji. Projekt se je končal naslednje leto z izgradnjo betonskega tlaka na dvorišču za potrebe lovljenja meteornih vod in njihovega odvodnjavanja v kanalizacijo.
Leta 1994 je Belokranjski muzej podal pobudo, da bi pristopili k rekonstrukciji stebrov pred vhodom v grad, z utemeljitvijo, da se plato pred gradom vse bolj spreminja v javni parkirni prostor. Grad je bil namreč do 1953 z zidom in vhodnima stebroma zamejen napram ostalemu mestnemu prostoru, tega leta pa so grad odprli proti mestu ter celoten grajski vrt preuredili v terase, na katerih so potem po načrtu arhitektke Gizele Šuklje za prvi občinski praznik, 26. novembra 1954, odkrili spominske plošče padlim borcem in žrtvam fašističnega nasilja ter spomenik Belokranjskega borca, delo kiparja Julija Papiča. Zavod je pobudo ocenil kot strokovno korektno in izdelal ustrezni načrt za rekonstrukcijo stebriščne vhodne partije. Projekt kasneje ni bil izveden.
