Muzeum zlokalizowane jest w ośmiu kamienicach pierzei Dekerta na Rynku Starego Miasta oraz w trzech wzdłuż ulicy Nowomiejskiej. Od momentu otwarcia instytucji w 1955 roku budynki te nie przechodziły gruntownego remontu, a jedynie doraźne naprawy i drobne przeróbki. Ich stan był zły. W międzyczasie zmieniły się też standardy ochrony dziedzictwa, dróg ewakuacji i obsługi zwiedzających, w tym osób niepełnosprawnych. W 2013 roku wspólnie z biurem Mąka, Sojka Architekci muzeum podjęło się opracowania analizy funkcjonalnej i przestrzennej, które to stanowiły punkt wyjścia dla przygotowanej później dokumentacji budowlanej i wykonawczej. Założenia projektowe obejmowały przede wszystkim wyeksponowanie walorów zabytkowych kamienic, zapewnienie optymalnego układu funkcjonalno-przestrzennego, a także wprowadzenie nowych elementów i urządzeń technicznych przy minimalnej ingerencji w najcenniejsze wnętrza i zachowaniu wartościowych rozwiązań z okresu powojennej odbudowy. Ponadto przewidziano dostosowanie zespołu do potrzeb osób o różnym stopniu niepełnosprawności oraz zabezpieczenie eksponatów zgodnie z wymogami przepisów Narodowego Instytutu Muzealnictwa i Ochrony Zbiorów. Jednocześnie przy udziale firm konserwatorskich Monument Service Marcin Kozarzewski, Kana Agnieszka Zalewska i Konswerk Kamila Wojtowicz muzeum opracowało programy działań naprawczych w zakresie elewacji, zabytkowych elementów wystroju wnętrz oraz trzech drewnianych stropów polichromowanych w kamienicy Kleinpoldowskiej.
W 2014 roku rozpoczęto projekt pn. „Modernizacja, konserwacja oraz digitalizacja obiektów zabytkowych siedziby głównej Muzeum Warszawy przy Rynku Starego Miasta w Warszawie”, realizowany ze środków urzędu m.st. Warszawy, funduszy norweskich i EOG w ramach programu „Konserwacja i rewitalizacja dziedzictwa kulturowego” oraz środków krajowych. Całkowita wartość projektu wyniosła 64 611 992 zł, w tym prace budowlane i konserwatorskie pochłonęły ok. 45 700 000 zł. Z kwoty tej sfinansowano m.in. wzmocnienie elementów konstrukcyjnych, impregnację więźby wraz z częściową wymianą poszycia dachowego, ocieplenie stropów, przywrócenie w możliwe największej części historycznych podziałów wewnątrz kamienic oraz wymianę przeszklonych zadaszeń dziedzińców. Powstała też nowa klatka schodowa.
Prace remontowe i konserwatorskie objęły zabytkowe elementy wystroju architektonicznego, w szczególności elewację wraz z dekoracjami rzeźbiarskimi, sztukatorskimi oraz malarskimi, a także drewniane, metalowe i kamienne elementy we wnętrzach. Konserwacji poddano także malarstwo ścienne. W ramach inwestycji przeprowadzono ponadto modernizację i wymianę instalacji wodno-kanalizacyjnej, przeciwpożarowej, centralnego ogrzewania i ciepłej wody oraz wykonano instalację wentylacji mechanicznej i klimatyzacji.
- Powierzchnia zabudowy: 1956.0
- Konstrukcja: Stanisław Karczmarczyk, Wiesław Bereza
- Kubatura: 39898.0
- Koszt inwestycji: 64 611 992 PLN, w tym prace budowlane i konserwatorskie kondygnacji naziemnych: ok. 45 700 000 PLN;
- Inwestor: Muzeum Warszawy
- Adres obiektu: Warszawa, Rynek Starego Miasta 28-42, ul. Nowomiejska 4, 6, 8
- Nazwa obiektu: Modernizacja Muzeum Warszawy wraz z nową wystawą główną (I etap – 8 gabinetów oraz wystawy Dane warszawskie i Dzieje kamienic)
- Projekt: 2014 (zamienny), 2015-2016 (wystawa)
- Data realizacji (koniec): 2017
- Data realizacji (początek): 2015
- Powierzchnia terenu: 2295.0
- Powierzchnia całkowita: 9473.0
- Koordynator projektu: architekt Joanna Dudelewicz
- Autorzy projektów budowlanych i wykonawczych: KB-Projekty konstrukcyjne, architekci Ewa Wowczak, Jerzy Wowczak
- Generalny wykonawca prac budowlanych, konserwatorskich i I etapu wystawy: Castellum
- Koncepcja merytoryczna wystawy głównej: Jarosław Trybuś z zespołem
- Autorzy wystawy głównej: Agnieszka Łańko i PL Studio, architekci Agnieszka Łańko, Michał Sokołowski, Patryk Żurawski z zespołem
- System identyfikacji i informacji wizualnej wystawy: Agnieszka Łańko, Michał Sokołowski, Patryk Żurawski z zespołem
- Powierzchnia użytkowa: 7197 m² (ok. 8120 m² wraz z dwiema kondygnacjami podziemnymi zmodernizowanymi w 2012 r.)
- Powierzchnia wystawy: 4100 m²