Im Jahr 2003 wurde der historische Altbau von 1909 und der Erweiterungsbau von 1967 baulich saniert und erweitert. Im Jahr 2020 haben Herrmann+Bosch Architekten das Rheinische Landesmuseum erneut umgebaut und in Teilen saniert.
Die Eingangssituation ist neu gedacht und an die Anforderungen des Museums angepasst worden. So sind die Foyers im EG und 1.UG neu strukturiert. Ein deutlich größerer, zusammenhängender Raum entsteht. Das Foyer leitet die Besucher unmittelbar und eindeutig zum Museumsraum.
Im Untergeschoss wurde der Regieraum des Vortragssaals mit neuer Medientechnik ausgestattet und weitere Räume angepasst. Das untere Foyer ist nun allseitig mit einer Holzlamellenverkleidung versehen. Holz, Sichtbetondecken und der geschliffene Estrich des Bodens gehen eine Symbiose ein. Unterhalb des Treppenkörpers befindet sich eine Bartheke.
Alle Ebenen sind nun durch einen freistehenden, gläsernen Aufzug barrierefrei verbunden. Wie eine gläserne Vitrine steht er mitten im Luftraum des Hauses. Zwei geschlossene Aufzugskabinen gleiten nahezu geräuschlos durch den Raum.
Sämtliche Arbeiten fanden im musealen Kontext statt, wodurch es höchste Anforderungen an Brandschutz, Einbruchschutz, Lärmschutz und Staubschutz einzuhalten galt.
Alle gestalterischen Fragen wurden stets im Dialog mit dem Bestand beantwortet. Der Umbau zeichnet sich insbesondere durch behutsame und wohl bedachte Eingriffe aus, wodurch Änderungen und Ergänzungen als selbstverständlich wahrgenommen werden. Nur wenige Schnittstellen zwischen Neu und Alt werden bewusst akzentuiert.