经过4年多设计、施工和布展，2014年12月31日，大同市博物馆新馆正式对外开放并举行开馆首日活动。

　　大同市博物馆最早为大同市文物陈列馆，成立于1959年，1963年正式更名。馆址先后为下华严寺、原红旗商场、大同十中院内天文楼。2008年，大同市委、市政府正式批准建设新馆，并列入省重点工程。新馆于2010年5月18日开工建设，建筑面积32821平方米，是晋北地区最大的博物馆，由中国著名建筑设计师崔凯设计。新馆建筑通体具有动态升腾之势，并揉入大同胡汉融合的历史文化，以及大同九龙壁和云冈石窟等文化元素。

　　新馆陈展以反映汉民族与少数民族融合为主线，展示塞上地域特色和北魏、辽、金、明、清时期的辉煌历史。展览包括，基本陈列——《天下大同—大同古代文物展》;四个专题展，分别为《大同恐龙》《瓷路撷珍》《梵语清音》《妙笔丹青》;临展——《盛唐瑰宝》，共展出代表性文物4000余件，许多“藏在深闺”的重量级文物都是首次展出。