Durant la monarchie de Juillet (1830-1848) Louis-Philippe, comme ses prédécesseurs, séjourna à Saint-Cloud. Après la chute de Louis-Philippe en 1848 le Pavillon de Breteuil, tout comme le château de Saint-Cloud, se trouva dépendre du ministère des Travaux publics. Pendant les quatre années qui suivirent, juste avant le rétablissement de l'Empire, le ministère des Travaux publics tenta à plusieurs reprises de louer la propriété, décrite comme « une habitation de plaisance avec jardins et dépendances ». La location, qui comprenait également le mobilier, fut mise aux enchères.

Une des plus célèbres locataires fut la princesse Mathilde Bonaparte, fille du roi Jérôme de Westphalie. Cousine germaine du prince Louis-Napoléon, qu'elle faillit épouser, la princesse Mathilde vivait séparée de son mari le prince Anatole Demidoff. Elle vécut à Paris durant les dernières années du règne de Louis-Philippe. Quand Louis-Napoléon devint président, le salon de la princesse Mathilde devint rapidement célèbre et attira de nombreux artistes et écrivains. Chaque été, de 1849 à 1853, elle séjourna au Pavillon de Breteuil. Selon son biographe, Joachim Kühn, Mathilde vivait au Pavillon de Breteuil entourée de ses plus proches amis. Elle aménagea un boudoir décoré de coussins moelleux et de porcelaines choisies où elle lisait les derniers romans et poèmes. Sous le toit elle avait installé un atelier, aux murs tendus d'étoffes, où étaient accrochés peintures et croquis. C'est là qu'elle peignait avec le peintre Giraud, dans un coin Nieuwerkerke modelait un buste, tandis qu'une des dames lisait à voix haute. L'après-midi Nieuwerkerke la promenait en voiture dans les bois voisins de Meudon, Marnes, Ville d'Avray ou Versailles. En soirée, elle recevait souvent des visites : Exelmans, Castellanne, le prince Lucien Murat venaient lui apporter les dernières nouvelles de Paris... Parmi ses visiteurs se trouvaient aussi Saint-Arnaud, Alexandre Dumas et le docteur Véron, célèbre pour ses pillules, qui devint directeur de l'Opéra. Au château de Saint-Cloud, non loin de là, le prince président donnait des fêtes que Mathilde présidait. Lors du rétablissement de l'Empire en 1853, Mathilde se trouvait pour la dernière fois au Pavillon de Breteuil. La dernière mention des habitants du Pavillon de Breteuil avant la chute de l'Empire en 1870 provient d'un entrefilet du Moniteur Universel du 3 octobre 1869 « ... le château de Breteuil habité tour à tour par la princesse Mathilde, la grande duchesse de Bade et la grande duchesse Marie de Russie... »