Regjeringen gikk våren 2008 inn for at det nye bygget for Nasjonalmuseet skulle ligge på tomten til den tidligere Vestbanen. I november 2010 vant det tyske arkitektfirmaet Kleihues + Schuwerk, ved arkitekt Klaus Schuwerk, den internasjonale arkitektkonkurransen med prosjektet . Våren 2012 ble forprosjektet ferdigstilt og overlevert til Kulturdepartementet. Regjeringen presenterte prosjektet 22. mars 2013 med en kostnadsramme på i overkant av kr 5,3 milliarder. 6. juni 2013 vedtok Stortinget nybygget innenfor en kostnadsramme på 5 327 millioner kroner. Regjeringens pressemelding fra 2019 om åpningen av museet fastslo at kostnadsrammen for bygget var på seks milliarder kroner, og at det be ferdigstilt under rammen.