O edifício projetado por Ramos de Azevedo no fim do século XIX tem na simetria um de seus principais elementos organizatórios. A remodelação conduzida por Paulo Mendes da Rocha nos anos 90 rearticula a circulação no interior do edifício incluindo os grandes eixos ortogonais do elevador e das passarelas. Altera também o acesso do público, que passa a ser feito pelo que antes era a lateral do edifício. A adaptação do museu ainda transforma a antiga área externa em interna com a cobertura de vidro do antigo pátio e seu Octógono.
Em 2021 a recepção do museu foi renovada e o projeto ficou a cargo dos Arquitetos Associados.
