Rozbudowa W listopadzie 2010 rozpoczęły się unowocześnienie i pierwsza przebudowa teatru od czasu jego wybudowania, kosztujące około 75,6 mln zł. Duża Scena zwiększyła pojemność widowni z 696 miejsc do 1070 osób, powiększono też foyer. Dodatkowo wybudowano od podstaw Nową Scenę z 300 miejscami na widowni. Przebudowa Teatru Muzycznego odbyła się w trzech etapach, bez przerywania pracy artystów. Otwarcie teatru po rozbudowie nastąpiło we wrześniu 2013 premierą musicalu "Chłopi". Powierzchnia teatru wzrosła do 19 000 m kw., a gmach otrzymał nowy kształt architektoniczny.
Teatr otrzymał też nowoczesne wyposażenie elektroakustyczne (cyfrowa sieć dźwiękowa NEXUS, nagłośnienie d&b; system inspicjenta DELEC, system mikrofonów bezprzewodowych AUDIO TECHNICA) o wartości 6 150 000 PLN, świetlne (w Teatrze zainstalowano jeden z najbardziej zaawansowanych zestawów oświetlenia w Polsce, ponad 100 inteligentnych urządzeń sterowanych DMX, ze zmieniaczami kolorów, w sumie 337 aparatów oświetleniowych) o wartości 8 241 000 PLN oraz technologie teatralną (w jej skład wchodzą m.in. sztankiety oświetleniowe, elektryczne, nowe napędy sceny obrotowej, wymiana kurtyn stalowych) o wartości 7 995 000 PLN.