Katarína Bajcurová sa podujala zvyšovať odborný a profesionálny kredit galérie a budovanie jej pozitívneho imidžu navonok. V roku 2001 pristúpila k odvážnemu kroku a rozhodla o uzavretí časti objektu, tzv. Premostenia z havarijných dôvodov. Prioritou na nasledujúce obdobie sa stala kompletná rekonštrukcia celých vodných kasární, vrátane Dedečkovej prístavby. Bajcurová naštartovala procesy, už v roku 2005 prebehla medzinárodná súťaž na modernizáciu, rekonštrukciu a dostavbu. V tom čase zároveň galéria rekonštrukciou priľahlého Esterházyho paláca získala reprezentatívne výstavné priestory na úrovni európskeho štandardu. Oživila sa akvizičná činnosť, omladil sa kolektív odborných pracovníkov, ktorému vedenie umožnilo experimentovať na poli  netradičných prístupov a prepájaní tradičného a súčasného kurátorského spôsobu uvažovania. Zvýšenú pozornosť galéria zamerala na prácu s detským i dospelým návštevníkom. Intenzívne sa rozvíjali a aplikovali nové digitálne technológie predovšetkým v dokumentácii zbierok.

Po desiatich rokoch v roku 2010 odovzdala Katarína Bajcurová životaschopnú inštitúciu do rúk svojej mladšej kolegyne, aktuálnej riaditeľky Alexandry Kusej. Pod jej vedením galéria pokračuje v nastolenom trende, ešte zintenzívnila úsilie v štandardizácii odbornej činnosti i snahu o budovanie a výchovu publika. Aj v limitovaných priestoroch a rekonštrukciou sťažených podmienkach dokáže galéria prinášať atraktívne podujatia. Výstavy zhodnocujúce prínos osobností slovenského výtvarného umenia 2. polovice 20. storočia (Július Koller, Milan Adamčiak), nové netradičné koncepcie tematických výstav, ktoré sa často dotýkajú problémov rezonujúcich v spoločnosti (Prerušená pieseň, Sen verzus Skutočnosť, Opitá múza), atraktívnym spôsobom skúmajú a prezentujú niektoré oblasti našej vizuálnej kultúry, umenia a dizajnu (Nech šije!), novou optikou, niekedy i konfrontačnou a vyvolávajúcou diskusie, prehodnocujú zdanlivo uzatvorené kapitoly (Slovenský mýtus), či využívajú digitálne postupy a nové formy prezentácie (Rituál múzea v digitálnom veku). Galéria intenzívne a novými formami pokračuje aj vo svojich vzdelávacích aktivitách.

Alexandre Kusej sa po takmer 15 rokoch od začiatkov snažení jej predchodkyne podarilo začať s rekonštrukciou hlavného objektu s perspektívou ukončenia v roku 2019. Zvolený prístup podľa projektu Martina Kusého a Pavla Paňáka rešpektuje pôvodnú architektúru Vladimíra Dedečka, zásadne rieši urbanizmus areálu a jeho zapojenie sa do mestských štruktúr. Galéria vníma rekonštrukciu nielen ako opravu chátrajúcich budov, ale aj ako reštart, jedinečnú možnosťou ukázať, čo to znamená byť modernou galerijnou a kultúrnou inštitúciou v 21. storočí nielen v zmysle infraštruktúry, ale aj jej obsahovej odbornej náplne.

Okrem objektov na nábreží Dunaja v Bratislave má SNG v správe aj 4 vysunuté pracoviská mimo hlavného mesta; od roku 1969 Galériu Ľudovíta Fullu v Ružomberku a tiež zrekonštruované priestory Zvolenského zámku, v 70. rokoch získala a v roku 1991 sprístupnila verejnosti renesančný kaštieľ v Strážkach a od roku 1998 prevádzkuje Šaubmarov mlyn v Pezinku, najprv ako galériu inzitného umenia, aktuálne sa orientuje na súčasné umenie a na rezidenčné a vzdelávacie programy. V minulosti dočasne do správy galérie patrila aj Vermesova vila v Dunajskej Strede. Od júla 2016 je úsekom SNG s osobitným štatútom aj Kunsthalle Bratislava.