Bogata arhitekturna zgodovina kompleksa se je začela z dokončanjem prve muzejske stavbe, ki sta jo leta 1939 zgradila Philip L. Goodwin in Edward Durell Stone, in takoj je postalo jasno, da ni dovolj prostora. Philip Johnson je za MOMA zgradil dve dodatni zgradbi - leta 1951 (zdaj porušena) in leta 1964. Cesar Pelli je kompleksu dodal razstavne prostore in 52-nadstropni stanovanjski kompleks "Muzejski stolp".
Taniguchi, ki je skupaj z birojem Kon Pedersen Fox delal na projektu obnove, je skušal ohraniti vse sledi prejšnjega prestrukturiranja in v njih izpostavil nepričakovane kote.
Kljub temu, da je 20. stoletja konec in da je bila v muzeju Guggenheim že dolgo razstavljena najsodobnejša umetnost, arhitekt stavbi ni dal močnega poudarka na prihodnosti. Nasprotno, poudarjena linearnost in gladke površine sten predstavljajo celovitost te zgodovinske izkušnje.
Pred preddverjem s fasado iz sivega stekla in črnega granita predstopa ansambel zgradb različnih časov. V notranjosti, mimo vrste belih stebrov, obiskovalec vstopi v ogromen atrij, okoli katerega so skoncentrirane razstavne galerije v vseh šestih nadstropjih. Svetlobni mostovi na skrajni steni avle povezujejo dvorane na različnih ravneh.
Kasnejša dela se nahajajo na spodnjih stopnjah, zgodnja, brezpogojna klasika umetnosti 20. stoletja - na vrhu.
Ko obiskovalec pogleda z zgornjega nivoja dvoran, med svetlobo in tako rekoč raztaplja v zračni arhitekturi najpomembnejša dela določenega obdobja. Če pogledamo skozi stekleno steno ene od fasad prizidka Taniguchi, so Rodinovi Balzac in italijanski športni avtomobili hkrati vidni v galerijah različnih nivojev.
Posebno mesto v ansamblu muzeja zavzema vrt z jokajočimi brezami in marmornatimi mostovi, ki se nahaja za stekleno steno avle. Nahaja se na nizkih terasah, ki mu dajejo prostoren občutek. Skupaj z novo šestnadstropno stavbo se na vrt odpirajo tudi stare stavbe, v katerih je danes izobraževalni center, filmska knjižnica in fotoarhiv.
