Novo krilo od 10 spratova dopunit će glavnu zgradu Maria Botte, koja je otvorena 1995. godine: njihovi prostori su međusobno stopljeni, iako je izvana svaki zadržao svoju individualnost. Složeni volumen cigle Botta jasno se ističe na fasadama svijetlih boja slučaja Snøhetta. Prekriveni su polimernim pločama ojačanim stakloplastikom koji bi trebali podsjećati na maglu i valove zaljeva San Francisco - sasvim u duhu norveškog ureda poznatog po sklonosti simbolima i poetskim metaforama.
Ali ne može se reći da je prva zgrada SFMOMA ostala nepromijenjena: na primjer, atrij ispod čuvenog "okulusa" na vrhu prugastog tornja izgubio je svoje prvobitno stubište tijekom obnove tako da mu ništa nije omelo prostor. Sada će ga zamijeniti novo, "skulpturalno" stubište. Pored toga, Snøhetta, poznata po pažnji prema krajoliku, dizajnirala je prostor oko oba dijela muzejskog kompleksa, otvarajući ih prema gradu. Izložbeni prostor u prizemlju, dostupan bez kupovine ulaznica, služi istoj svrsi. Bit će tu rad Richarda Serre "Sequence" (2006.) i druga djela, a "Rimsko stubište" od javorovog drveta trebalo bi postati omiljeno mjesto okupljanja građana.
Na drugom katu bit će novo predvorje s pogledom na otvorenu terasu sa skulpturama (u muzeju će ih biti šest) i zeleni zid od 16 000 biljaka - najvećih na području zaljeva San Francisco.
Novo krilo ukupne površine 21,8 hiljada m2 nešto je veće od zgrade Botta (20,9 hiljada m2). Povećanje veličine muzeja omogućilo je uređenje novih prostora za performanse i druge performanse, Pritzkerov centar za fotografiju - za izložbu i istraživanje djela u ovom žanru, galeriju arhitekture i dizajna, obrazovne prostore i još mnogo toga. Novi restauratorski centar, umjetničke radionice i uredi za osoblje zauzet će gornje katove novog krila.
Izgradnja nove zgrade započela je 2013. godine, a otvaranje obnovljenog muzeja zakazano je za 14. maja 2016. Budžet je iznosio 305 miliona dolara. Projekt tvrdi da je LEED Gold (planirano je da SFMOMA koristi 46% manje energije i 60% manje vode iz slavine od standardne zgrade iste specifikacije).
