Norton Simon zmarł 2 czerwca 1993. Wdowa po nim, Jennifer Jones Simon, nadzorowała remont wnętrz galerii, prowadzony w latach 1996–1999 pod kierunkiem architekta Franka Gehry’ego. Przebudową Ogrodu Rzeźby (Sculpture Garden) zajęła się firma Nancy Goslee Power. W roku 2000 wraz z przebudową muzealnego teatru, dokonaną przez firmę Arthur Gensler, Jr & Associates remont muzeum został zakończony.
Architektura thumb|250px|Hol wejściowy do muzeum Nietypowa bryła Norton Simon Museum jest wtopiona w otoczenie. Architekci projektując budynek muzeum wzięli pod uwagę jego lokalizację w pobliżu dzielnicy mieszkalnej i stworzyli w efekcie konstrukcję, która ma rezydencjonalny nastrój, ale nie skalę. Jej formę zewnętrzną kształtują zakrzywione linie ścian zbudowanych ze 115 000 ręcznie robionych płytek ceramicznych w kolorze ciemnej umbry, zaprojektowanych przez artystkę Edith Heath. Nawiązują one do stylu domów Pasadeny, a także do pobliskich gór San Gabriel, górujących nad miastem od północy. Podczas wschodów i zachodów słońca na płytkach widoczna jest delikatna gra świateł i cieni. Oryginalny wystrój wnętrz muzeum tworzą przestronne, wijące się galerie, które ułatwiają ekspozycję dużych nowoczesnych dzieł sztuki, co było pierwotnym zamierzeniem muzeum.