L’ancien musée de peinture de la place de Verdun étant devenu trop exigu pour abriter l’une des collections les plus riches de France, un nouveau bâtiment est conçu par le groupe d’architectes Antoine Félix-Faure, Olivier Félix-Faure et Philippe Macary, en lien étroit avec le conservateur de l’époque, Serge Lemoine.
Le musée, inauguré en 1994, affiche par le blanc de son revêtement et l’importance de son emprise au sol sa fonction de bâtiment officiel. Il se déploie sur un seul étage afin de favoriser l’éclairage naturel zénithal. Relié à la Tour de l’Île, édifiée au 14e siècle à proximité des remparts, il est délimité au nord par l’Isère et au sud par la ligne B du tramway. 65 salles d’exposition sont réparties sur 6 500 m2 et présentent quelque 1 500 œuvres. En sous-sol, une réserve archéologique abrite, entre autres vestiges, l’enclos du couvent des Cordeliers datant du 13e siècle.
A proximité immédiate, le parc Albert-Michallon, riche de nombreuses espèces végétales, prolonge le musée à l’extérieur avec une quinzaine de sculptures dont les œuvres de Marta Pan, Eduardo Chillida, Anthony Caro ou Gottfried Honegger. L’entrée du musée donne naissance à une nouvelle place urbaine. Le visiteur y est accueilli par Monsieur Loyal d’Alexander Calder et L’étoile polaire de Mark Di Suvero.
Sur l’avenue Maréchal Randon, le bâtiment s’intègre aux constructions préexistantes en assurant un continuum urbain. Se substituant au vide laissé par la destruction de la caserne Vinoy en 1967, il se révèle être un trait d’union entre le patrimoine le plus ancien et la création contemporaine.