W 1960 r. profesor Juliusz Bursze założył pierwszą w Wilanowie pracownię konserwatorską. Bardzo szybko stała się ona jedną z najnowocześniejszych pracowni konserwatorskich w Polsce, wyposażoną w aparaturę umożliwiającą badanie obiektów w promieniach ultrafioletowych, podczerwonych, wykonanie i analizę rentgenogramów. Pracownia posiadała stół dublażowy i lampy bezcieniowe, zlecała badania mikrochemiczne warstw malarskich.
Początkowo prowadzono prace przy różnych wilanowskich muzealiach. W miarę powstawania kolejnych wyspecjalizowanych zespołów konserwatorskich działalność pracowni skupiła się na konserwacji i restauracji dzieł malarstwa na podłożach płóciennych, drewnianych i blasze, polichromii mebli, niektórych obiektów nietypowych oraz do interwencyjnych prac przy malarstwie ściennym.
Jednym z głównych zadań konserwatorów jest zapewnienie eksponatom jak najlepszych warunków przechowywania w ramach szeroko pojętej profilaktyki oraz opieka nad dziełami sztuki podczas wystaw czasowych i transportu. We współpracy z mikrobiologiem prowadzony jest monitoring warunków klimatycznych w pałacu oraz podejmowane są działania w celu ich stabilizacji.
Pracownia wyposażona jest w nowoczesny sprzęt. Konserwatorzy podnoszą swoje kwalifikacje poprzez udział w konferencjach, warsztatach oraz współpracę z polskimi i zagranicznymi placówkami badawczymi. Dzięki temu wszelkie zabiegi prowadzone są w sposób bezpieczny dla obiektów i zgodny z etyką konserwatorską. Szczegółowa analiza budowy obrazów daje możliwość poznania starych technik i technologii oraz pozwala na wybór odpowiedniego programu konserwatorskiego.
W ramach Jubileuszu 200-lecia Muzeum pracownia wspomagana przez zewnętrznych konserwatorów przeprowadziła konserwacje kilkudziesięciu obrazów z kolekcji Stanisława Kostki Potockiego.