L’antic museu, construït entre el 1865 i el 1874 per l’arquitecte Panages Kalkos, presentava nou sales d’exposició amb ordenació cronològica. Després de trenta anys de projectes i endarreriments, la construcció de l’edifici segons el projecte definitiu s’inicià el 2004, però els treballs s’allargaren més del previst a causa d’importants troballes arqueològiques al subsol. El procés anà acompanyat de polèmica per la reivindicació del retorn del patrimoni de l’Acròpolis, com els frisos del Partenó, que són al Museu Britànic de Londres. Un dels espais més celebrats del nou museu és la galeria envidrada que dona al Partenó i en conté els frisos, les mètopes i els basaments originals. El nou edifici comprèn espais que fan visible l’excavació arqueològica al subsol, inclosos els descoberts durant els treballs de fonamentació de l’obra.