Das Palaisgebäude war dann für die Aufbewahrung der Altbestände der damaligen Stadtbibliothek Dessau vorgesehen, die zu dieser Zeit in völlig ungeeigneten und nahezu ungesicherten Ausweichmagazinen (u.a. in der Pauluskirche) gelagert waren. Hierfür mussten umfangreiche Rekonstruktionsarbeiten ausgeführt werden. Baubeginn war am 2. Februar 1987. Bauplanungen und Bauausführung zogen sich über mehrere Jahre hin. Am 1. Oktober 1991 konnte die Wissenschaftliche Bibliothek im Palais Dietrich eröffnen. Im April 1993 wurde im Hof des Palais Dietrich der in seiner Bauform dem Hauptgebäude angepasste Neubau einer Restaurierungswerkstatt für die Bibliothek eingeweiht. Das Palais Dietrich präsentiert sich damit wieder als ein bauliches Glanzlicht in der Stadt Dessau.

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