新馆设计将原青铜馆经典的螺旋曲线外墙进行延续进步，屋顶使用斜坡覆土形态，建筑消隐融入场地，与对面一号馆斜坡形体左右呼应，建筑形成三个沿中轴排列的覆土堆体，含义“堆列三星”。[20]新馆建设项目总投资14.33亿元，预计于2023年十月正式亮相。除展示三星堆博物馆1、2号祭祀坑文物外，还将陈列展示新一轮重大考古发现的文物。
新馆坐落于三星堆博物馆园区内，占地面积66亩，建筑面积5.5万平米，是现有场馆建筑面积的5倍，展陈面积是现有些3倍。[5][16]2023年5月1日，三星堆博物馆新馆项目部分地区有序对外开放。[20]
2023年7月27日，三星堆博物馆新馆开始试运行。[22][23]