Kompleksets rige arkitektoniske historie begyndte med færdiggørelsen af den første museumsbygning, bygget i 1939 af Philip L. Goodwin og Edward Durell Stone, og det blev straks klart, at der ikke var plads nok. Philip Johnson byggede to yderligere bygninger til MOMA - i 1951 (nu revet) og i 1964. Cesar Pelli tilføjede udstillingsrum til komplekset samt et 52-etagers "Museum Tower" boligkompleks.
Taniguchi, der arbejdede på genopbygningsprojektet sammen med Kon Pedersen Fox-bureauet, forsøgte at bevare alle sporene fra den tidligere omstrukturering og fremhævede i dem uventede vinkler.
På trods af at det 20. århundrede er forbi og i lang tid den mest moderne kunst er blevet udstillet på Guggenheim Museum, gav arkitekten ikke bygningen et intenst fokus på fremtiden. Tværtimod formidler den understregede linearitet og de glatte overflader på væggene fuldstændigheden af denne historiske oplevelse.
Den nye lobby med en facade af gråt glas og sort granit forud for et ensemble af bygninger fra forskellige tidspunkter. Inde, der passerer langs en række hvide søjler, kommer besøgende ind i et stort atrium, omkring hvilket udstillingsgallerier på alle seks etager er koncentreret. Lysbroer i lobbyens fjerne væg forbinder haller på forskellige niveauer.
Senere værker er placeret på de nederste niveauer, tidlige, ubetingede klassikere fra det 20. århundredes kunst - øverst.
Når den besøgende ser ned fra hallens øverste niveau, ser han blandt lyset og som om det opløser i luftarkitekturen de mest betydningsfulde værker i en bestemt periode. Ser man gennem glasvæggen i en af facaderne i Taniguchi-annekset, er Rodins Balzac og italienske sportsvogne samtidigt synlige i gallerier på forskellige niveauer.
Et særligt sted i museets ensemble besættes af en have med grædende birk og marmorbroer, der ligger bag lobbyens glasvæg. Det er placeret på lave terrasser, der giver det en rummelig fornemmelse. Sammen med den nye seks-etagers bygning åbner gamle bygninger, som nu huser et uddannelsescenter, et filmbibliotek og et billedarkiv, også ud i haven.
