Den tidigare HSBC bankbyggnaden på hörnet av Bute Street och James Street beror på hus 16 lägenheter inklusive en fyra sovrum takvåning.
Cardiff planerare sade att förslagen skulle bidra till att återskapa området.
Det viktorianska samfundet motsatte sig planen och sade att den "skulle orsaka en hög grad av omotiverad skada" på byggnaden.
Fyrvåningsbyggnaden byggdes 1874 för kolägare och exportörer Cory Bros och ändrades och utökades 1914.
Byggnaden har varit tom sedan 2014 och planerare, i sin rapport rekommenderar godkännande till fullmäktigeledamöter, sade förslagen var "välkomna i princip som utvecklingen skulle återuppliva en stor långsiktig vakant listad byggnad".
De sa att förändringarna i taket visade "lämplig hänsyn till byggnadens särskilda intresse".
Men det viktorianska samfundet hade invänt mot planerna - särskilt takvåningen - och sagt att det skulle "orsaka en hög grad av omotiverad skada för den listade byggnaden och omgivande Stuart Square bevarandeområde".
Det sades att byggnaden "stolt och praktfullt väcker den utomordentliga rikedom Cardiff åtnjöt i slutet av 1800-talet".
Cardiffs planeringskommitté antog förslagen på onsdag på villkor och med början inom 18 månader.
Planer på att göra en byggnad av klass II-klassad i Cardiff Bay till en restaurang och lägenheter har fått klartecken av rådet.