2000年8月杜根成以年久失修，地面下陷，缺少照明、空调、安全设施为由拆掉了博物馆原来的馆舍。新馆在原址上建设。新馆一期工程原本预计2002年完工。由于资金没有到位，新馆建设在2002年冬天停工，至2004年一直没能复工。2005年9月20日，新馆终于建成开馆。新馆具有新疆、西域风格，建筑面积17,288平方米，总投资9,350万元人民币，呈“一”字型，地上二层，地下一层，博物馆主体高18.5米，玻璃穹顶标高29.5米。2008年5月，新疆博物馆被评为首批国家一级博物馆。