В 1930-е годы дворцы пионеров были открыты и в других городах. К 1957 году в СССР было построено 2153 дворца и дома пионеров. К концу 1980-х годов в СССР работало свыше 3800 дворцов и домов пионеров. В начале дворцы пионеров размещались, главным образом, в переоборудованных особняках и дворцах аристократии, конфискованных после революции. С середины 1930-х годов были построены новые здания для дворцов и домов пионеров.

Дворцы пионеров и школьников организовывали и проводили пионерские праздники, слеты, конференции, смотры, конкурсы, выставки детского творчества, олимпиады по предметам школьной программы, спартакиады, военно-спортивные игры, туристские походы и лагеря; а также оказывали методическую помощь в совершенствовании содержания, форм и методов внеклассной, и внешкольной работы пионерскому и комсомольскому активу, педагогам, работникам внешкольных учреждений и общественникам, которые организовывали досуг детей по месту жительства. Развитие внешкольного образования в СССР стал образцом для других стран социализма. Похожие Дворцы пионеров возводились в Восточной Европе, КНДР, КНР и на Кубе. Например, одно из самых красивых сооружений в столице КНДР - Дворец Пионеров и Школьников (построен в 1989 году).

В 2007 году одной из малых планет присвоено наименование «Дворец пионеров». Планета открыта 11 сентября 1972 года Н. С. Черных в Крымской астрофизической обсерватории и зарегистрирована в международном каталоге под номером 22249, ее диаметр около 3 км, минимальное расстояние от Земли 109 млн. км. Ближайшая оппозиция ожидается 11 ноября 2007 года, в момент оппозиции планета будет находиться в созвездии Овна. Известен мультфильм, в названии которого упомянут дворец пионеров «Ивашка из дворца пионеров» по сценарию Г. Сокольского и Э. Успенского (1981).

В настоящее время с названием «Дворец пионеров» сохранилось несколько крупнейших учреждений дополнительного образования детей, например: Челябинский городской дворец пионеров имени Н. К. Крупской, Красноярский краевой Дворец пионеров и школьников, Курский Дворец пионеров и школьников, Пятигорский дворец пионеров и школьников, Оренбургский Дворец пионеров и школьников (Оренбургская область), Дворец пионеров и школьников имени А. П. Гайдара в Москве и т. д.