Nach zwei Weltkriegen und Jahrzehnten der Ressourcen-Mangelbedingungen in der DDR, stellte 100 Jahre nach seiner Eröffnung die Wiedervereinigung Deutschlands für das Naturkundemuseum erstmals neue Perspektiven in Aussicht.
Teilerneuerung Ausstellung 2004-2007
Eine erste spürbare Verbesserung des baulichen Zustandes des Museumsgebäudes konnte im Dezember 2006 beendet werden. Mit Mitteln der EU und der Lottostiftung gelang die Erneuerung großer Teile der Ausstellung nach neuen wissenschaftlichen und didaktischen Erkenntnissen. Auch erste Schritte zu einer Barrierefreiheit des öffentlichen Zugangs zu den Ausstellungen im Erdgeschoß konnten umgesetzt werden. Der Fokus lag auf der Neugestaltung der Dauerausstellung. Der authentische Stil der Wissenschaftskommunikation des Museums für Naturkunde in seinen Ausstellungen ist hier geprägt worden. Erstmals konnte eine der beiden großen Treppenhäuser für Ausstellungen genutzt werden, die Besucherinnen und Besuchern Einblicke in die wissenschaftlichen Sammlungen der Obergeschosse erlaubt. Die Neueröffnung des rekonstruierten Sauriersaales, sowie der Ausstellungsräume System Erde, Kosmos und Sonnensystem, Evolution in Aktion und einem Sonderausstellungssal am 13. Juli 2007 unter dem Motto „Metamorphose – das MfN verändert sich“ hatte zur Folge, dass das Besucheraufkommen im Vergleich zu den Jahren vor dem Umbau um 100 % nachhaltig gestiegen ist.
1. Bauabschnitt: Kernprojekt Wiederaufbau Ostflügel
Im Jahre 2010 – 200 Jahre nach der Gründung des Museums – wurde nach einem nächsten Bauabschnitt einer der weltweit modernsten Bauten zur Unterbringung wissenschaftlicher Nass-Sammlungen eröffnet. Primärziel im Rahmen des Wiederaufbaues des 1945 kriegszerstörten Ostflügels war die Verbesserung des Brandschutzes und der konservatorischen Bedingungen für die Sammlungen durch Trennung der alkoholkonservierten Präparate von den Trockensammlungen. Dazu gehören ebenfalls eine funktionierende Transportlogistik sowie notwendige Labore und Werkstätten zum Erhalt und zur Bedienung der Sammlungen. Entstanden ist ein hoch technisierter, bauteilgekühlter Neubau in den zum Teil erhaltenen Original-Fassaden, der auf drei Etagen die 276.000 Sammlungsgläser der Nass-Sammlungen des Museums beherbergt. Das Ziegelmauerwerk der Ostfassade ist durch Sichtbeton-Großteile in Abgusstechnik nach den Ideen des Architekturbüros Diener&Diener ergänzt worden.
Durch die Schaffung eines barrierefreien Besucherrundganges im Erdgeschoss, werden transparente Einblicke in die Forschungssammlungen für Besucherinnen und Besucher ermöglicht. Mit einer raumhohen vitrinenartigen Konstruktion werden konstante Temperaturen ohne Klimaschwankungen und damit optimale konservatorische Bedingungen gewährleistet. Der Einbau einer Gaslöschanlage schafft höchstmögliche Sicherheit in den Nass-Sammlungen und für den Besucherverkehr. Das Konzept einer solchen durch die Besucherinnen und Besucher einsehbaren Forschungssammlung ist weltweit einmalig und bis heute gefragtes Anschauungsobjekt für internationale Gruppen von Museumsliebhabern und Architekten. Konzept und Wiederaufbau wurden mit drei Architekturpreisen geehrt.
65 Jahre nach seiner Zerstörung wurde eine der letzten Kriegsruinen Berlins - nach dreijähriger Bauzeit im September 2010 wiedereröffnet. Der Umzug der Nass-Sammlungen in diesen Gebäudeteil ebnete den Weg und schaffte den nötigen Raum für den 2. Bauabschnitt, der in 2018 fertig gestellt wird.