Uusi 10-kerroksinen siipi täydentää Mario Bottan päärakennusta, joka avattiin vuonna 1995: sisätilat ovat sulautuneet yhteen, vaikka ulkopuolelta kukin on säilyttänyt yksilöllisyytensä. Bottan monimutkainen tiilimäärä erottuu selvästi Snøhetta-kotelon vaaleanvärisistä julkisivuista. Ne on päällystetty lasikuituvahvisteisilla polymeeripaneeleilla, joiden oletetaan muistuttavan San Franciscon lahden sumua ja aaltoja - aivan kuten norjalainen toimisto, joka tunnetaan taipumuksestaan symboleihin ja runollisiin metaforoihin.
Mutta ei voida sanoa, että SFMOMA: n ensimmäinen rakennus pysyi ennallaan: esimerkiksi raidallisen tornin yläosassa olevan kuuluisan "oculuksen" alla oleva atrium menetti alkuperäisen portaikonsa uudelleenrakennuksen aikana, jotta mikään ei keskeyttäisi sen tilaa. Nyt se korvataan uudella "veistoksellisella" portaikolla. Lisäksi Snøhetta, joka tunnetaan kiinnostuksestaan maisemaan, on suunnitellut tilan museokompleksin molempien osien ympärille avaamalla ne kaupunkiin. Pohjakerroksen näyttelytila, joka on saatavana ilman lippua, palvelee samaa tarkoitusta. Siellä on Richard Serran teos "Sequence" (2006) ja muita teoksia, ja vaahterasta tehdystä "roomalaisesta portaasta" tulisi tulla kaupunkilaisten suosikki kohtaamispaikka.
Toisessa kerroksessa on uusi aula, josta on näkymät veistoksilla varustetulle avoimelle terassille (museossa on yhteensä kuusi) ja vihreällä muurilla 16 000 kasvia - suurin San Franciscon lahden alueella.
Uusi siipi, jonka kokonaispinta-ala on 21,8 tuhatta m2, on hieman suurempi kuin Botta-rakennus (20,9 tuhatta m2). Tämä museon koon kasvu mahdollisti uusien tilojen järjestämisen esityksiin ja muihin esityksiin, Pritzkerin valokuvauskeskuksen - tämän tyylilajin teosten näyttelyyn ja tutkimukseen, arkkitehtuuri- ja designgalleriaan, koulutustiloihin ja paljon muuta. Uusi restaurointikeskus, taiteilijoiden työpajat ja henkilökuntatoimistot ovat uuden siiven yläkerrassa.
Uuden rakennuksen rakentaminen aloitettiin vuonna 2013, ja kunnostetun museon avaaminen on suunniteltu 14. toukokuuta 2016. Budjetti oli 305 miljoonaa dollaria. Hanke väittää olevansa LEED Gold (SFMOMA: n on tarkoitus käyttää 46% vähemmän energiaa ja 60% vähemmän vesijohtovettä kuin tavanomainen rakennus, jolla on sama eritelmä).
