В 1996 музей снова подвергся реконструкции с целью усовершенствования путей коммуникации, заключавшейся в возведении нового перехода между двумя корпусами. Кроме того, в старом здании был оборудован зал для временных выставок. Прежние экспозиционные пространства значительно расширили, а ранее не использовавшиеся помещения переформировали в зону для посетителей, включающую кафетерий, магазин сувениров, книжный магазин, библиотеку, зрительный зал и лекторий. Обновленный музей снова распахнул свои двери для посетителей 10 ноября 2001.
Постоянная экспозиция Музея изящных искусств в Бильбао подчинена хронологическому принципу, что позволяет зрителю наблюдать смену эпох и художественных стилей.
Выставочное пространство можно разделить на три основные части: искусство старых мастеров (XII-конец XIX века), современное и актуальное искусство (конец XIX-XXI век) и искусство басков.
Все произведения, созданные до XIX столетия, располагаются в старом здании. Среди них — блестящие примеры романского и готического искусства Каталонии, Германии и Франции. Эпоха Возрождения и маньеризм представлены творчеством таких фламандских и голландских художников, как Ян Госсарт, Амброзиус Бенсон, Питер Кук ван Альст, Ян Мандейн, Мартин де Вос.
Некоторые залы посвящены искусству XVII столетия — золотому веку испанской живописи. Здесь можно найти полотна Эль Греко, Хусепе Риберы, Франсиско Сурбарана, Бартоломе Эстебана Мурильо, Хуана де Арельяно и Санчеса Коэльо. Также примечательны работы фламандцев Якоба Йорданса и Антониса ван Дейка.
Среди произведений XVIII-начала XIX века, демонстрирующих стили рококо, классицизм и зарождение романтизма, выделяются картины Луиса Парета, Бернарда Беллотто и знаменитого испанца Франсиско Гойи.