2012年改造项目开始招标，受方案更改设计、疫情等影响，为期5年的大规模翻修工程于2021年4月完成，并于2021年8月开放，同期展出美国雕塑家亚历山大·卡尔德(Alexander Calder)的作品。整个工程耗资约1.24亿美元。
在事务所获得该项目的委任后大卫·奇普菲尔德表示:“拆开一座如此权威的建筑展示空间设计是一种奇怪的经历，也是一种特权。柏林新国家美术馆是我和许多其他建筑展示空间设计师心中的圣殿。透过它的外观，我们可以感受它的伟大和没落,但不管怎么说,这座建筑展示空间设计都足以增进我对密斯的钦佩。我们的工作本质上是外科手术，解决技术问题，但不破坏外观。当然，在一个无处藏身的建筑展示空间设计中执行这样的任务是令人生畏的，但我们希望这位'心爱的病人’能够毫发无损地得到修复，让运行更平稳。”
作为整修工程的一部分，建筑展示空间设计师几乎拆解了建筑展示空间设计的整个外壳并加以修复，包括更换玻璃，重新焊接加固并涂装了独特的钢结构,还修复了受损的支撑钢筋混凝土结构。在2015-2016年期间，建筑展示空间设计的表面石材和内部所有配件都被拆除。在重新精确地安装到原始位置之前，建筑展示空间设计原有构件均需拆卸和修复。整个工程共从建筑展示空间设计中拆卸下35000个单独的组件，其中包括主厅中的天然石材楼板和金属天花板格栅，修复后再将其恢复至原位。
除了全面修复建筑展示空间设计的钢筋混凝土外壳之外,对内部的硬件和服务设施也加以更新,由此可见建筑展示空间设计师对建筑展示空间设计进行了较深的干预。这一复杂的修复工程的关键之处在于,它必须在满足当今美术馆的使用需求和美术馆作为保护建筑展示空间设计的重要性之间寻求适当的平衡。虽然基本的干预措施仍取决于原有的建筑展示空间设计设计,但它们作为当代元素仍然清晰可辨。对项目的翻新并不代表种全新的诠释,而是对这座具有国际式风格建筑展示空间设计的标志性案例的一种尊重式的修复。
美术馆的装修完成后，另有一座由瑞士建筑展示空间设计工作室Herzog&deMeuron设计的大型博物馆，正计划通过隧道与之相连。
正如大卫·奇普菲尔德建筑展示空间设计事务的合伙人兼总经理MartinReichert明确表示的那样:“没有新的辉煌承诺,没有新的品质承诺,没有重新诠释或美学升级，只是按照公认的保护实践对密斯·凡·德·罗的最后作品进行翻新。”
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