Six départements nouveaux ont été programmés dans le  nouveau bâtiment. Ils seront dédiés à la Préhistoire, à la civilisation phénico punique, au monde numide, à la collection sous-marine de Mahdia, à l’Antiquité tardive,  et à l'lslam.  La galerie du deuxième étage, dite galerie de Carthage, accueillera les arts du feu datant de l’époque romaine (verre, céramique et bronze). Le chœur du harem (l’ancienne salle de Virgile) accueillera les trésors monétaires et les œuvres exceptionnelles. Cette nouvelle présentation se veut être un témoignage de l’identité culturelle de la Tunisie. Le musée historique, l’ancien palais du harem de M’hammed Bey, conservera presque en totalité sa célèbre collection de mosaïques et de sculptures d'époque romaine concentrée dans la salle de Carthage. Plusieurs espaces d'interprétations seront insérés dans le parcours afin de présenter le patrimoine national d'une manière didactique, et de mettre en exergue son parcours historique.

En 2009, un projet de restauration des charpentes du grand palais et le remplacement de sa couverture en tuiles, a été monté grâce à un don de l’Italie. Un deuxième don italien a été octroyé pour la restauration de la peinture des plafonds en bois des salles de réception de style baroque, sauvegardant ainsi un patrimoine partagé entre la Tunisie et l’Italie. Ce projet, étalé sur deux ans (2011-2012), sera réalisé par des restaurateurs tunisiens encadrés par un expert rattaché au centre international de restauration de biens culturels de Rome (ICROM).