Brémská Kunsthalle sídlí v novoklasicistní budově z roku 1849 situované v parku, který vznikl po zbourání městských hradeb. Tehdy se jednalo o první veřejný park v Německu. S nedostatkem výstavního prostoru se umělecká galerie potýkala již v minulém století, kdy pro ni v 80. letech navrhl nové křídlo
Werner Düttmann.
V roce 2005 se uskutečnila soutěž na celkovou rekonstrukci a rozšíření výstavních ploch. V soutěži, které se účastnilo 351 týmů, zasedala patnáctičlenná komise, která vybrala vítězný návrh berlínského ateliéru Hufnagel Pütz Rafaelian ctící historický odkaz a po obou stranách symetricky připojující novodobá výstavní křídla ze skla a betonu. Pozdější Düttmannova přístavba musela být zbourána, avšak novoklasicistní pískovcová fasáda zůstala nedotčená i v místech nových přístaveb. Přibližně třiceticentimetrová mezera mezi historickou fasádou a stěnami nové galerie.
Po dobu dvouleté rekonstrukce brémské galerie byly dva tisíce obrazů propůjčeny do více než dvaceti německých muzeí. V době otevření galerie, kdy byly obrazy ještě v zápůjčce, si mohli návštěvníci užít kvalitu prázdných výstavních sálů. Jedinými dvěma uměleckými artefakty při otevření byla optická instalace od amerického sochaře Jamese Turrella, jehož socha Above-Between-Below (2011) postupně procházejí třemi podlažími historické budovy. O další umělecký zážitek v nových výstavních sálech se postarala hudba minimalistického skladatele Philipa Glasse.
Po rekonstrukci se plocha muzea zvětšila o třetinu. Archiv rytin a kreseb je nyní dvojnásobný. Kromě podstatného zlepšení vnitřních komunikací, bezpečnosti a technického zázemí přibyly také nové výukové a mediační místnosti. V přízemí muzea obráceného jižně do parku se nachází restaurace Canova.