A Liget Budapest Projekt miniszteri biztosa közleménye szerint a felújítást követően az intézmény nem csupán eredeti pompáját nyeri vissza, hanem a múzeumi funkciók, a kiállító- és a közönségforgalmi terek is megújulnak, valamint az épület területe térszint alatti kiállítóterekkel is növekedni fog a térszint alatt. A beruházás tervezett költsége 7 milliárd forint.
A Pfaff Ferenc által tervezett, romantikus-eklektikus stílusban épült templomszerű épület eredetileg két részből állt: a Hermina úttal párhuzamosan elhelyezett járműcsarnokból és a kupolacsarnokból. A kupola átmérője 25 méter, külső magassága 67 méter, belső magassága pedig 34 méter volt, míg a járműcsarnok belső mérete 90 méter hosszú és 20 méter fesztávolságú, részben üvegtetős épület volt.
A múzeum díszes, mintás színes üvegeit Róth Miksa készítette. A Magyar Királyi Közlekedési Múzeum az 1896-os Ezredéves Országos kiállításra épült Közlekedésügyi Csarnok épületében 1899-ben nyitotta meg kapuit az európai kontinens egyik első műszaki-közlekedési múzeumaként.
A Városligetet ért 1944. júliusi és szeptemberi bombatámadás következtében az épület jelentősen megsérült, a tető közel 35 százaléka leomlott. A háború után csak arra volt erő és pénz, hogy a romokat eltakarítsák. A veszélyelhárítást célzó bontások (1947) után megkezdett tervezési és építési tevékenységek több fázisban zajlottak le.
1954-ben majdnem végzetes döntést hozott a Fővárosi Tanács VB Városrendezési Osztálya, amikor az alapozási, szigetelési, szerkezeti hibák és a háború során elszenvedett sérülések nagysága miatt elhatározták az épület teljes lebontását. A munkálatok meg is kezdődtek, ám még mielőtt az épületet teljesen elbontották volna, egy újabb döntés született arról, hogy ha szerényebb formában is, de helyreállítják a múzeumot.
A múzeum jelenlegi, „végleges” állapotát csak az 1964 -1965. évi újjáépítések során érte el - erősen megcsonkított formában. A kor ízlésének megfelelő átépítés során véglegesen elbontották a teljes emeleti részt, beleértve a kupolát is. Lebontásra ítélték emellett a kupolacsarnokot körülölelő saroktornyokat és földszinti tereket is ezzel egyidejűleg kiszélesítették a ma ismert szélességben a Hermina utat.
A megmaradt tereken 1966. április 2-án nyílt meg az új Közlekedési Múzeum. Az épület azonban szűknek bizonyult: bővítésére 1979-1985. között került sor. Mivel toldaléképítésre a hegyesszögű, keskeny ingatlanon nyílt csak lehetőség, így a bővítés meglehetősen szerényre sikeredett.
A Budapest Liget Projekt keretében öt új múzeumépületet húznak fel a Vársoligetben 2018 március 15-ig. Az új Nemzeti Galéria tervei még nem ismertek, a többiről már látványterv is készült.
