Bảo tàng Tuyên Quang ngày nay được xây dựng và đưa vào sử dụng từ tháng 7/2010. Tòa nhà Bảo tàng tỉnh Tuyên Quang được xây dựng tại tổ 19, phường Phan Thiết (Thành phố Tuyên Quang). Diện tích đất sử dụng theo quy hoạch được duyệt là 18.318m². Công trình được chia làm 2 gói thầu, do các nhà thầu Công ty CP Đầu tư và xây lắp Thành An 665; Công ty CP Đầu tư và phát triển nhà Hà Nội thi công. Công trình gồm nhiều hạng mục: tòa nhà Bảo tàng gồm 3 tầng, diện tích xây dựng hơn 1.200m²; các công trình phụ trợ: Kè chắn đất sạt lở xung quanh sân chính; đường dẫn nhà bảo tàng, cầu nối nhà bảo tàng với khu Đài tưởng niệm; sân vườn, đường giao thông. Kiến trúc của công trình nhà Bảo tàng được thể hiện theo hình thái kiến trúc cổ, gồm 1 mái chính ở giữa và 4 hệ mái dốc tại 4 góc nhà, chắc khỏe, bố trí theo hình vuông có cắt vát 4 góc để tạo không gian cho tất cả các hướng nhìn từ hồ công viên.

Bảo tàng Tuyên Quang không chỉ là nơi lưu giữ, trưng bày các di sản văn hoá vật thể và phi vật thể; di tích lịch sử văn hóa, danh lam thắng cảnh mà còn thực hiện chức năng nghiên cứu khoa học phản ánh quá trình phát triển về mọi mặt của tỉnh. Ở góc độ du lịch lịch sử, du lịch văn hóa, công trình còn là một điểm đến của nhân dân Tuyên Quang nói riêng, cả nước nói chung và du khách quốc tế. Đặc biệt phần trưng bày nội thất và sân vườn được thiết kế theo nội dung đề cương trưng bày chi tiết, gạt bỏ sự vụn vặt, trùng lặp nhằm tạo sự hấp dẫn đối với công chúng từ hình thức bên ngoài đến các hiện vật lịch sử - văn hóa.

Bảo tàng có diện tích trưng bày 1.600 m² được chia làm 4 phần: Gian khánh tiết và không gian trưng bày 3 chuyên đề lớn theo các chủ đề.

Gian khánh tiết bắt đầu từ không gian trưng bày trung tâm của bảo tàng, nơi bắt đầu hành trình tham quan mà hình ảnh ấn tượng đầu tiên là bức phù điêu bằng gỗ có diện tích 100 m² với lán Nà Nưa, cây đa Tân Trào, làng Tân Lập - Hình tượng “Thủ đô Khu giải phóng” kết hợp trưng bày ảnh phong cảnh đẹp, ảnh về lịch sử, văn hóa của vùng đất Tuyên Quang.

Chủ đề 1: được bố cục thành tiểu đề về điều kiện tự nhiên - tiềm năng kinh tế tỉnh Tuyên Quang và tiểu đề về đặc trưng văn hóa các dân tộc ở Tuyên Quang.
Chủ đề 2: trưng bày các hiện vật và nhóm hiện vật về Tuyên Quang thời kỳ tiền sử, sơ sử; lịch sử xây dựng và bảo vệ quê hương đất nước.

Chủ đề 3: Tuyên Quang - Thủ đô Khu giải phóng - Thủ đô Kháng chiến và con đường xây dựng chủ nghĩa xã hội.

Với cách trưng bày hiện vật, kiến trúc nghệ thuật độc đáo, không gian đẹp, bảo tàng đã thu hút đông đảo du khách đến tham quan và các nhà nghiên cứu lịch sử đến tìm hiểu. Đặc biệt, Bảo tàng đang trưng bày di cốt hóa thạch của người nguyên thủy cách nay khoảng 12.000 năm, còn tương đối nguyên vẹn. Di cốt được khai quật tại hang Phia Vài (Nà Hang). Điều đặc biệt ở di cốt này là cách táng thức độc đáo với 2 con ốc biển được đặt vào hai hốc mắt. Cùng với di cốt người nguyên thủy là chiếc ấm đầu người mình chim thời nhà Lý (thế kỷ thứ XI, XII) và 2 trống đồng Hê gen loại 1.

Sự đa dạng, phong phú, độc đáo về hiện vật và nhóm hiện vật, Bảo tàng Tuyên Quang được đánh giá có quy mô và số lượng hiện vật lớn trong hệ thống bảo tàng ở nước ta. Đây cũng chính là điểm hấp dẫn, cuốn hút người xem.

Đồng thời với các hoạt động trưng bày, Bảo tàng tỉnh Tuyên Quang cũng đã kiểm kê được 426 di sản văn hóa phi vật thể và lập hồ sơ 7 Di sản đưa vào danh mục Di sản văn hóa phi vật thể quốc gia; xây dựng đề cương chính trị, đề cương trưng bày, kế hoạch trưng bày bảo tàng tỉnh và một số Dự án nhằm sưu tầm, bảo quản, phục chế tài liệu, hiện vật…tổ chức điều tra thám sát, khai quật khảo cổ 30 di chỉ, tổ chức thực hiện Dự án phục dựng Di tích Chùa Bảo Ninh Sùng Phúc và từng bước hoàn thiện cơ sở vật chất, trưng bày các hiện vật phục vụ nhân dân và du khách gần xa đến tham quan, chiêm ngưỡng, góp phần giữ gìn, bảo quản và phát huy các giá trị di sản văn hóa quý báu của nhân dân các dân tộc tỉnh Tuyên Quang. Hiện nay, Bảo tàng Tuyên Quang đang lưu giữ hồ sơ và quản lý 376 trong tổng số gần 560 di tích trên địa bàn Tuyên Quang, trong đó có 93 di tích quốc gia và 189 di tích cấp tỉnh. Đặc biệt, trong 30 năm qua, Bảo tàng Tuyên Quang đã sưu tầm, lưu giữ, bảo quản 21.500 tài liệu, hiện vật, trong đó có 14.000 hiện vật; xây dựng được 11 sưu tập, hiện vật, 90% tài liệu hiện vật được kiểm kê khoa học; đề nghị Thủ tướng Chính phủ công nhận 1 hiện vật là bảo vật quốc gia; lập hồ sơ công nhận 1 cây Di sản Việt Nam.

Sau 30 năm xây dựng và phát triển, Bảo tàng tỉnh Tuyên Quang đã có nhiều nỗ lực trong việc bảo tồn các di sản văn hóa trên địa bàn tỉnh. Gần đây, Sở Văn hóa, Thể thao và Du lịch tỉnh Tuyên Quang đã công bố và trao Quyết định của UBND tỉnh xếp hạng Bảo tàng hạng II cho Bảo tàng tỉnh Tuyên Quang.