Народный дом был оснащен новейшими техническими средствами: электрическим освещением (с собственной электростанцией), паровым отоплением низкого давления, усиленной вентиляцией. Театральные действия сопровождались эффектами разноцветного освещения.
Самое пристальное внимание уделялось мерам противопожарной безопасности. В здании установили приборы контроля за температурой и электрическую сигнализацию. Двери открывались автоматически с помощью электромагнитов. При пожаре сцена могла отделяться от зала занавесом из гофрированного железа и заливаться «искусственным дождем».
Летом 1901 г. рядом с Народным домом решили устроить аттракционы. С 1906 г. работала миниатюрная одноколейная железная дорога длиной около 1280 м, за проезд по которой желающие платили 5 копеек. Она начиналась в том месте, где сейчас находится Планетарий, шла вдоль Кронверкского канала до Мытнинской набережной. Небольшой паровоз мощностью 12 лошадинных сил тащил за собой по рельсам три вагона, в каждом из которых ехали 18 детей или 12 взрослых.
Бывший Народный дом императора Николая II
В 1909 г. принц Ольденбургский решил расширить Народный дом императора Николая II. Он инициировал строительство второй очереди комплекса — Народной аудитории, которой затем было присвоено его имя. Разработка проекта поручена Г. И. Люцедарскому.
В 1910–1911 гг. к правому крылу Народного дома пристроили здание нового Оперного зала на три тысячи мест. Железобетонные работы вела фирма инженера путей сообщения В. А. Барри. К концу 1911 г. постройка здания была завершена. Оперный зал назывался еще театром, или Народной аудиторией.
Открытие нового здания состоялось 4 января 1912 г. Занавес исполнил художник И. Я. Билибин. Зал состоял из партера, амфитеатра и трех ярусов, а перекрывал помещение крупнейший в строительной практике того времени железобетонный купол. Архитектурный комплекс сочетал четкость и строгость рационального решения с монументальной представительностью общественного здания. Задняя железобетонная стена шириной 25 м повисала над зазором для подъема декораций, которые подвозились со склада. Сеть труб позволяла залить дождем всю сцену.
Через два дня после открытия, 7 января, в новом здании возник пожар. Причиной его, возможно, явилось обилие пиротехники, употреблявшейся при постановке пьесы «Севастополь» в момент штурма Малахова кургана. Сцена загорелась, но зал остался неповрежденным.
Здание вновь открыли лишь 6 декабря 1912 г. С этого времени оно использовалось как оперный зал.
Благодаря хорошей акустике в «Зрительном зале и народной аудитории» (так называли первоначально Народный дом) вскоре после открытия стали давать музыкальные спектакли. На эти вечера приглашали лучших мастеров-исполнителей того времени — Л. В. Собинова, Ф. И. Шаляпина, А. В. Нежданову, П. З. Андреева.
В 1917 г. в Оперном зале Народного дома устраивались митинги и собрания. С 4 по 28 мая 1917 г. проходил 1-й Всероссийский съезд крестьянских депутатов, на котором 22 мая выступил с речью по аграрному вопросу В. И. Ленин.
В 1919 г. Петроградскому Народному дому присвоено имя Карла Либкнехта и Розы Люксембург. В начале 1920 г. он перешел в ведение Народного комиссариата просвещения.
В 1910–1915 гг. директором, художественным руководителем и солистом оперной труппы Народного дома был Н. Н. Фигнер.
С 1909 г. виолончелистом в оркестре Народного дома работал С. А. Самосуд. В 1910–1917 гг. он был дирижером оперного театра Народного дома.
С 1910 г. оперными спектаклями Народного дома руководил дирижер, педагог и композитор И. П. Аркадьев. С 1910 г. в театре работал только что вернувшийся в Петербург изобретатель парашюта Г. Е. Котельников. В 1914 г. состоялись последние концерты в Санкт-Петербурге балерины А. П. Павловой.
В 1915 г. поставлена «Вражья сила» в постановке Ф. И. Шаляпина, а в 1917 г. — «Дон Карлос» в его же постановке.
С 1921 г. выступал В. В. Гущинский, куплетист, клоун-эксцентрик, исполнитель фельетонов. Еще до революции работал в маске «босяка», сохраняя ее на эстраде вплоть до 1930-х гг. Умер в Арктике, куда группа артистов совершила первый агит-полет в феврале 1940 г.
В 1920-е гг. в большом зале Народного дома играл оперный театр. Театр, обладавший сильной труппой, с ноября 1922 г. носил название Государственного Большого оперного театра (Госбот). Он создан в 1919 г. в результате слияния Театра музыкальной драмы, работавшего в Большом зале Консерватории, и оперного коллектива Народного дома. Художественное и просветительное значение спектаклей театра определяли дирижеры А. Маргулян, Г. Фительберг, А. Павлов-Арбенин, режиссер И. Лапицкий, а также группа опытных певцов. В начале 1920-х гг. репертуар театра включал более 30 опер русских и зарубежных классиков. Первой постановкой коллектива, осуществленной в 1920 г., была «Царская невеста» Н. А. Римского-Корсакова.