L'edificio principale del museo era originariamente l'Ospedale Sabatini del XVIII secolo, poi trasformato in uno spazio per l'arte moderna.

Guernica di Picasso, l'attrazione principale del museo, misura oltre 11 metri e mezzo di altezza e 25 di larghezza, molto più grande di quanto la maggior parte dei visitatori si aspetti.

L'ampliamento di Jean Nouvel, aggiunto nel 2005, presenta tre imponenti torri di ascensori in vetro e un atrio triangolare in acciaio e vetro.