Nel 2001 l’architetto francese Odile Decq riceve l’incarico per la realizzazione dell’ampliamento del museo, i cui lavori sono avviati nel 2004.
Nel 2002 il museo assume il nome di MACRO — Museo d’Arte Contemporanea di Roma.
Nel 2010 il museo riapre al pubblico.
L’intervento di Odile Decq conferisce al museo un sistema dinamico di articolazioni e collegamenti molteplici. I grandi spazi quali le sale espositive (che occupano una superficie complessiva di 4.350 mq), il foyer, l’auditorium e la terrazza sono collegati da scalinate, ascensori, ballatoi e passaggi che, oltre a offrire prospettive tangenziali e punti di vista sequenziali, rendono l’esperienza dell’architettura del museo dinamica ed eterogenea.
Quando l’istituzione era ancora attiva come Galleria Comunale d’Arte Moderna e Contemporanea (1997–2011) è stata diretta da Giovanna Bonasegale. I lavori di espansione e la nascita definita del museo MACRO avvengono con Danilo Eccher (2001–2008). La nuova ala disegnata da Odile Decq è inaugurata durante la direzione di Luca Massimo Barbero (2008–2011). A lui sussegue Bartolomeo Pietromarchi (2011–2013). Dal 2013 al 2018 il museo è gestito da due dirigenti interni alla Sovrintendenza: Giovanna Alberta Campitelli e Federica Pirani. Dal 2018 al 2019 la direzione artistica è affidata a Giorgio De Finis con il progetto MACRO Asilo.
Fino al 2017 il MACRO ha fatto parte del sistema Musei in Comune della Sovrintendenza Capitolina ai Beni Culturali.
Dal 2018 la gestione è affidata all’Azienda Speciale Palaexpo, ente strumentale di Roma Capitale, Assessorato alla Crescita Culturale.