I 2001, ved 200-års markeringen for Grosch, ble ideen om å flytte Nasjonalmuseet for arkitektur til gamle Norges Bank presentert. En donasjon på 37,3 millioner kroner fra Jens Ulltveit-Moe, gjorde det mulig å bygge en egen paviljong i tilknytning til den gamle bankbygningen. Arkitekt Sverre Fehn stod bak tegningene til den nye paviljongen som stod ferdig i 2008 da Najonalmuseet – Arkitektur, flyttet inn. Under restaureringsarbeidet i forbindelse med etableringen av arkitekturmuseet engasjerte Statsbygg, Norsk Institutt for Kulturminneundersøkelser (NIKU) for å dokumentere bygningen grundig før arbeidet med restaureringen gikk i gang. Riksantikvaren valgte å prioritere å få bygget i den stand det var i da Grosch tegnet det, ettersom bygget i nyere tid hadde vært gjennom flere ombygninger, blant annet ved utvidelsen av Buchers magasinfløy. Under restaureringen ble vinduene i første etasje mot bankplassen tilbakeført til det originale designet de hadde på Groschs tegninger. Buchers interiør er revet og erstattet av Sverre Fehns, og man kan derfor si at de siste hundre årene av byggets historie er fjernet til fordel for rekonstruering av tidligere tiders utforming. Det nye tilbygget av Sverre Fehn består i stor grad av glass, og står i stor kontrast til det solide og lukkede uttrykket i det gamle bankbygget.