Anlass für den Umbau des von 1884 bis 1887 errichteten Museums war die Zerstörung der alten Depots unter dem Theaterplatz durch die Flutkatastrophe im Jahr 2012 in Dresden.
Spektakuläre Innovation des Umbaus war die Neugestaltung des Innenhofes. In einem überdachten Atrium entstand in 17 Meter Höhe eine zweistöckige, 60 Meter lange "Stahlbrücke" auf Stahl- und Betonstützen, welche hochwassersichere Depots und Restaurierungswerkstätten in sich aufnimmt.
Der Lichthof wurde zudem akustisch auf die Erfordernisse einer Konzertsituation eingestellt, was geradezu nach außergewöhnlichen Konzertereignissen verlangt.
Aufgrund der exponierten Gebäudegestaltung und der speziellen Nutzung wurden im Zuge des Umbaus besondere bauphysikalische Anforderungen gestellt und umgesetzt.