ครั้นในรัชกาลพระบาทสมเด็จพระมงกุฎเกล้าเจ้าอยู่หัวทรงสืบราชสันติวงศ์ ได้โปรดเกล้าฯ ให้จัดสร้างพระบรมรูปพระบาทสมเด็จพระจุลจอมเกล้าเจ้าอยู่หัวพระบรมชนกนาถ จากต่างประเทศ แล้วอัญเชิญขึ้นประดิษฐานร่วมกับพระบรมรูปทั้ง ๔ รัชกาลนั้น

           ต่อมาทรงพระราชดำริว่า พระที่นั่งศิวาลัยมหาปราสาทยังไม่เหมาะสมที่จะมีงานถวายบังคม สักการะพระบรมรูปสมเด็จพระบูรพมหากษัตริยาธิราช จึงทรงพระกรุณาโปรดเกล้าฯ ให้ซ่อมแปลงพระพุทธปรางค์ปราสาท ในวัดพระศรีรัตนศาสดาราม เพื่อประดิษฐานพระบรมรูปสมเด็จพระบูรพมหากษัตริยาธิราชทั้ง ๕ รัชกาล พระราชทานนามใหม่ว่า ปราสาท พระเทพบิดร โดยทรงพระอนุสรณ์คำนึงถึงพระบาทสมเด็จพระพุทธยอดฟ้าจุฬาโลก ซึ่งได้ประดิษฐานพระบรมราชวงศ์จักรี ทรงมีพระเดชพระคุณต่อประเทศ เมื่อมีโอกาสก็ควรแสดงความเชิดชูและระลึกถึง จึงทรงพระกรุณาโปรดเกล้าฯ ให้ตั้งการพระราชพิธีเชิญ พระบรมรูปจากพระที่นั่งศิวาลัยมหาปราสาท มาประดิษฐานที่ปราสาทพระเทพบิดร เมื่อวันที่ ๖ เมษายน ๒๔๖๑ อันเป็นดิถีคล้ายวันที่พระบาทสมเด็จพระพุทธยอดฟ้าจุฬาโลกเสด็จกรีธาทัพถึงพระนคร ได้รับอันเชิญขึ้นเถลิงถวัลย์ราชสมบัติพระบาทสมเด็จพระมงกุฎเกล้าเจ้าอยู่หัว ได้เสด็จพระราชดำเนินไปทรงบรรจุพระกรัณฑ์ทองคำลงยาราชาวดีซึ่งบรรจุพระบรมทนต์(ฟัน) พระสุพรรณบัฏจารึกพระปรมาภิไธย พระดวงพระบรมราชสมภพ พระดวงบรมราชาภิเษก พระดวงสวรรคต ลง ณ เบื้องสูงของพระเศียรพระบรมรูปทั้ง ๕ รัชกาลครั้นถึงวันที่ ๒๓ มีนาคม พ.ศ. ๒๔๖๑ (สมัยนั้นขึ้นปีใหม่วันที่ ๑ เมษายน)

           พระบาทสมเด็จพระมงกุฎเกล้าเจ้าอยู่หัว ทรงพระกรุณาโปรดเกล้าฯ ให้เจ้าพระยาธรรมาธิกรณาธิบดี(ม.ร.ว. ปุ้ม มาลากุล) เสนาบดีกระทรวงวัง ประกาศพระบรมราชโองการให้มีการกราบ ถวายบังคมพระบรมรูปสมเด็จพระบูรพมหากษัตริยาธิราชเป็นการ ประจำปีกำหนดใน วันที่ ๖ เมษายน เป็นประเพณีสืบไป

           ในรัชกาลพระบาทสมเด็จพระปกเกล้าเจ้าอยู่หัว โปรดเกล้าฯ ให้มีพระราชพิธีทรงหล่อพระบรมรูป พระบาทสมเด็จพระมงกุฎเกล้าเจ้าอยู่หัวณ โรงหล่อกรมศิลปากร ครั้นตกแต่งพระบรมรูปเรียบร้อยแล้ว ทรงพระกรุณาโปรดเกล้าฯ กำหนดการพระราชพิธีประดิษฐาน พระบรมรูปที่ปราสาทพระเทพบิดร โดยเสด็จพระราชดำเนิน มาทรงบรรจุพระบรมทนต์พระสุพรรณบัฎจารึก พระปรมาภิไธยและดวงพระบรมราชสมภพ พระดวงบรมราชาภิเษก พระดวงสวรรคต ในพระกรัณฑ์ทองคำลงยา แล้วทรงบรรจุที่เบื้องสูงของพระเศียรพระบรมรูป เมื่อวันที่ ๔ เมษายน พ.ศ. ๒๔๗๐

           ต่อมาพระบาทสมเด็จพระปกเกล้าเจ้าอยู่หัวทรงพระราชปรารภว่า ในปี ๒๔๗๕ อายุพระนครจะบรรจบครบ ๑๕๐ ปี สมควรมีการสมโภชและสร้างสิ่งสำคัญ เป็นอนุสรณ์ขึ้นไว้ให้ปรากฎแก่อารยชนในนานาประเทศ ว่าชาวไทยมีความกตัญญูรู้คุณบรรพบุรุษ ที่ได้สร้างกรุงเทพฯเป็นราชธานีแล้วบำรุงรักษาประเทศ ให้เป็นอิสระสืบมาทรงปรึกษาพระราชปรารภ แก่อภิรัฐมนตรีและเสนาบดี ซึ่งเห็นชอบด้วยพระราชดำริว่า ควรสร้างปฐมบรมราชานุสรณ์มี ๒ สิ่งประกอบกัน คือ พระบรมรูปพระบาทสมเด็จพระพุทธยอดฟ้าจุฬาโลก องค์ปฐมกษัตริย์ และสร้างสะพานข้ามแม่น้ำเจ้าพระยาเชื่อมพระนครธนบุรี พระบรมรูปพระบาทสมเด็จพระพุทธยอดฟ้าจุฬาโลกนั้น ทรงพระกรุณาโปรดเกล้าให้ สมเด็จพระเจ้าบรมวงศ์เธอเจ้าฟ้ากรมพระยานริศรานุวัดติวงศ์ ทรงออกแบบ ให้ศาสตรจารย์ศิลปพีระศรี ปั้นหุ่นหล่อ ส่วนสะพานทรงพระกรุณาโปรดเกล้าฯ ให้พระเจ้าบรมวงศ์เธอกรมพระยากำแพงเพชรอัครโยธิน อำนวยการสร้าง และพระราชทานนามว่า สะพานพระพุทธยอดฟ้า เงินที่ใช้ในการก่อสร้างปฐมบรมราชานุสรณ์นี้ พระบาทสมเด็จพระปกเกล้าเจ้าอยู่หัวบริจาคพระราชทรัพย์ส่วนพระองค์ส่วน ๑ รัฐบาลจ่ายเงินแผ่นดินส่วน ๑ อีกส่วน ๑ ทรงพระราชดำริให้บอกบุญเรี่ยไรชาวไทยทุกคน พระบาทสมเด็จพระปกเกล้าเจ้าอยู่หัว ได้เสด็จพระราชดำเนินไปทรงเปิดปฐมบรมราชานุสรณ์ โดยกระบวนพยุหยาตรา เมื่อ วันที่ ๖ เมษายน ๒๔๗๕ ซึ่งเป็นวันครบ ๑๕๐ ปี และมีการพระราชพิธี เฉลิมฉลองกรุงเทพมหานคร

           ครั้นถึง รัชสมัยพระบาทสมเด็จพระปรเมนทรมหาอานันทมหิดล รัชกาลที่ ๘ ได้เสด็จพระราชดำเนินไปทรงหล่อพระบรมรูปพระบาทสมเด็จพระปกเกล้าเจ้าอยู่หัว ณ โรงหล่อกรมศิลปากร และได้อัญเชิญมาประดิษฐานที่ที่ปราสาทพระเทพบิดร เมื่อ พ.ศ. ๒๔๙๒

           เมื่อพระบาทสมเด็จพระปรเมนทรมหาอานันทมหิดลสวรรคต และได้ถวายพระเพลิงพระบรมศพตามขัตติยราชประเพณีแล้ว พระบาทสมเด็จพระปรมินทรมหาภูมิพลอดุลยเดช รัชกาลปัจจุบัน ทรงพระกรุณาโปรดเกล้าฯ ให้มีพระราชพิธีหล่อพระบรมรูป พระบาทสมเด็จพระปรเมนทรมหาอานันทมหิดล ที่โรงหล่อกรมศิลปากร ครั้นตกแต่งพระบรมรูปเสร็จเรียบร้อยแล้วจึงทรงพระกรุณาโปรดเกล้าฯ ให้กำหนดการพระราชพิธีเชิญพระบรมรูปไปประดิษฐาน ณ ปราสาทพระเทพบิดร เมื่อวันที่ ๓ เมษายนพ.ศ. ๒๕๐๒ โดยเสด็จพระราชดำเนินไปทรงบรรจุเส้นพระเจ้า(เส้นผม) พระสุพรรณบัฎจารึกพระปรมาภิไธย พระดวงพระบรมราชสมภพ พระดวงเสวยราชย์ พระดวงสวรรคต ลงในพระกรัณฑ์ทองคำลงยา แล้วทรงบรรจุพระกรัณฑ์ลง ณ เบื้องสูงของพระเศียรแห่งพระบรมรูป และในพระราชพิธีนี้ได้ทรงบรรจุเส้นพระเจ้า พระสุพรรณบัฎจารึกพระปรมาภิไธย พระดวงพระบรมราชสมภพ พระดวงเสวยราชย์ พระดวงสวรรคต ลงในพระกรัณฑ์ทองคำลงยาแล้วทรงบรรจุ ณ เบื้องสูงของพระเศียรแห่งพระบรมรูปพระบาทสมเด็จพระปกเกล้าเจ้าอยู่หัวด้วย

           การถวายบังคมพระบรมรูปสมเด็จพระบูรพมหากษัตริยาธิราช ที่ปราสาทพระเทพบิดรเป็นราชประเพณีประจำปี ตั้งแต่วันที่ ๖ เมษายน ๒๔๖๑ เป็นต้นมา ครั้นได้สร้างพระบรมรูปพระบาทสมเด็จพระพุทธยอดฟ้าจุฬาโลก ประดิษฐาน ณ ปฐมบรมราชานุสรณ์ เมื่อ พ.ศ. ๒๔๗๕ เนื่องในการเฉลิมพระนครบรรจบครบ ๑๕๐ ปีแล้ว ในปีต่อมาทางราชการได้ประกาศให้ถือวันที่ ๖ เมษายน เป็นวันที่ระลึกมหาจักรีและเป็นวันสำคัญของชาติวันหนึ่ง กำหนดให้หยุดราชการและให้ ชักธงชาติ และได้กำหนดให้มี การถวายบังคมพระบรมรูป พระบาทสมเด็จพระพุทธยอดฟ้าจุฬาโลกที่ปฐมราชานุสรณ์ สำนักพระราชวัง ได้ออกหมายกำหนดการเสด็จพระราชดำเนิน ไปถวายสักการะพระบรมรูปที่ปฐมบรมราชานุสรณ์ และถวายบังคมสมเด็จพระบูรพมหากษัตริยาธิราช ที่ปราสาทพระเทพบิดร

           การถวายราชสักการะพระบรมรูปพระบาทสมเด็จพระพุทธยอดฟ้าจุฬาโลก ที่ปฐมบรมราชานุสรณ์นั้น ตั้งแต่ พ.ศ. ๒๔๗๕ เป็นต้นมา เป็นการเสด็จของผู้สำเร็จราชการแทนพระองค์ ต่อมาในระหว่าง พ.ศ. ๒๔๙๕ ถึง พ.ศ. ๒๔๙๖ พระบาทสมเด็จพระปรมินทรมหาภูมิพลอดุลยเดช รัชกาลปัจจุบัน ได้เสด็จพระราชดำเนินถวาย พวงมาลาเป็นราชสักการะ ภายหลังจากนั้นทรงมีพระราชปรารถพระราชทาน พลตรีหม่อมทวีวงศ์ถวัลศักดิ์ (ม.ร.ว.เฉลิมลาภ ทวีวงศ์)เลขาธิการพระราชวัง ว่าการวางพวงมาลาตามคตินิยมของชาวไทย ใช้สำหรับการไว้อาลัยแก่ชีวิตของผู้ที่จากไป แต่วันที่ระลึกมหาจักรี ๖ เมษายนนั้น เป็นมงคลดิถีคล้ายวันที่ พระบาทสมเด็จพระพุทธยอดฟ้าจุฬาโลก เสด็จขึ้นเถลิงถวัลย์ราชสมบัติ สถาปนาพระบรมราชวงศ์จักรี การถวายพวงมาลาจึงไม่เป็นการงดงามเหมาะสม ในปี พ.ศ. ๒๔๙๗ สำนักพระราชวังได้เปลี่ยนเป็น จัดพานพุ่มดอกไม้สดทูลเกล้าฯ ถวายเป็นเครื่องราชสักการะอนึ่ง ทรงพระกรุณาโปรดเกล้าฯ พระราชทานพระบรมราชานุญาต ให้สาธุชนเข้าถวายบังคมสมเด็จพระบูรพมหากษัตริยาธิราช ที่ปราสาทพระเทพบิดร ตั้งแต่เวลา ๘ นาฬิกา จนถึงเวลา ๑๘ นาฬิกา