À partir de 1940 l'armée allemande réquisitionne la villa. En 1947, à la demande de Paul Cavrois, l'architecte Pierre Barbe effectue des transformations afin d'adapter la demeure aux nouveaux modes de vie de la famille qui accueille désormais plusieurs couples. Après la mort de Madame Cavrois en 1986, le mobilier est dispersé et la maison est vendue à une société immobilière qui projette de lotir le parc. La villa est laissée à l'abandon et est très vite pillée, squattée et saccagée.
En 1990, l'ensemble de la villa et du parc est classé d'office Monument Historique sur décision du Conseil d'État. Cette même année voit la naissance d'une association de sauvegarde qui réunit les personnes sensibles au destin de la maison et qui souhaitent agir en vue de sa sauvegarde. Cette association n'a cessé, depuis sa création, de solliciter les autorités compétentes sur le sort de la villa et a engagé de très nombreuses actions de sensibilisation.
L'État (Ministère de la Culture et de la Communication) a racheté l'édifice en 2001 et a engagé, depuis 2004, une première campagne de travaux pour la restauration du gros œuvre (clos et couvert, terrasses, fenêtres…) et la restitution des volumes intérieurs d'origine. Cependant, les travaux concernant l'intérieur (incluant les équipements, l'éclairage, le mobilier, la polychromie…) ne sont, pour le moment, pas programmés.
Dans le cadre de la décentralisation culturelle, l'État a proposé aux collectivités locales et territoriales le transfert de propriété d'une partie des monuments historiques dont il est propriétaire, dont la villa Cavrois. À ce jour, aucune collectivité n'est officiellement candidate à la reprise de cet édifice, seule la Communauté Urbaine de Lille s'est montrée intéressée sans toutefois concrétiser son intention.
L'État projetterait son ouverture au public en 2011.