W 2013 r., z powodu bardzo złego stanu budynków, muzeum zostało zamknięte na czas gruntownego remontu, który objął wymianę dachów, okien, odwodnienie i zabezpieczenie przeciwwodne piwnic oraz fundamentów, rozbudowę części recepcyjno-socjalnej i układu komunikacyjnego, remont konserwatorski elewacji, a także zagospodarowanie dziedzińca.
 
Finalnym etapem modernizacji muzeum było zorganizowanie nowych ekspozycji stałych prezentujących historię Włocławka i regionu od pradziejów do okresu PRL. W nowo zaaranżowanych wnętrzach, w układzie chronologicznym wyodrębniono dziewięć tematycznych przestrzeni ekspozycyjnych: Pradzieje Kujaw i ziemi dobrzyńskiej (12 000 p.n.e.–V w. n.e.); Początki Civitas Vladislavia (IX–XV wiek) ; W Rzeczypospolitej Obojga Narodów (XVI–XVIII w.); Niespełnione nadzieje wolności (1806–1864); W cieniu fabrycznych kominów (1816–1914); Na progu niepodległości (1914–1921); W Drugiej Rzeczypospolitej (1918–1939); W latach II wojny światowej (1939–1945); W szaro-czerwonym świecie PRL (1945–1989).
 
Zawartość ekspozycji w znacznym stopniu stanowią artefakty bezpośrednio związane z historią Włocławka. Wyjątkiem jest rozbudowana wystawa archeologiczna, na której zaprezentowano świadectwa kultury materialnej z regionu Kujaw wschodnich i ziemi dobrzyńskiej — od epoki kamienia do okresu wpływów rzymskich. Konteksty regionalne zawarte są również w kolejnych częściach ekspozycji — od średniowiecza (bitwa pod Płowcami) do okresu powstań narodowych (powstanie styczniowe na Kujawach).
 
Wystawy oparte są w całości o obiekty pochodzące ze zbiorów Muzeum Ziemi Kujawskiej i Dobrzyńskiej we Włocławku. Dużej liczbie różnorodnych rodzajowo zabytków towarzyszy bogaty materiał ilustracyjny — tekstowy, mapowy, ikonograficzny, a także rekonstrukcje panoram Włocławka zrealizowane na podstawie wyników badań naukowych, wykonywanych na potrzeby aranżacji ekspozycji stałych Muzeum Historii Włocławka.
 
Po kilkuletniej przerwie, obiekt został udostępniony do zwiedzania.

Obiekt został zmodernizowany i rozbudowany na podstawie umowy nr WP-II-B.433.4.8.2017 z dnia 19.01.2018 r. o dofinansowanie Projektu pn. „Modernizacja i rozbudowa Muzeum Historii Włocławka” nr RPKP.04.04.00-04-0004/16 współfinansowanego z Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego w ramach Osi priorytetowej 4. Region przyjazny środowisku, działania 4.4 Ochrona i rozwój zasobów kultury, Regionalnego Programu Operacyjnego Województwa Kujawsko-Pomorskiego na lata 2014-2020.

Inwestycja polegała na: dokończeniu prac remontowych, obejmujących m.in. koniecznie zabezpieczenie przeciwwodne piwnic, remont elewacji i montaż osprzętu elektrycznego, a także na zabudowaniu wolnej przestrzeni od istniejącego budynku MHW w kierunku południowym. Projekt był trzecim etapem modernizacji MHW niezależnym od dwóch poprzednich, ale koniecznym dla zakończenia całości prac i przywrócenia Wnioskodawcy jego funkcji.

Celem ogólnym projektu był wzrost konkurencyjności i innowacyjności woj. kujawsko-pomorskiego oraz poprawa jakości życia mieszkańców tego regionu poprzez poprawę stanu infrastruktury kultury, do której należy Muzeum Historii Włocławka, zwiększenie standardu i dostępności świadczonych usług w zakresie kultury oraz ochrona i zachowanie dziedzictwa kulturowego.

Celem głównym projektu było zachowanie dziedzictwa kulturowego i zwieszenie atrakcyjności Muzeum Historii Włocławka poprzez jego modernizację i rozbudowę z dostosowaniem do potrzeb osób niepełnosprawnych. Rozbudowano obiekt o część wyposażoną w salę audytoryjno-wystawienniczą, służącą do działalności edukacyjnej, hol recepcyjny, szatnie oraz zaplecze sanitarne. Układ komunikacyjny w nowo powstałym budynku został dostosowany do potrzeb osób niepełnosprawnych.

Cele szczegółowe:
Stworzenie nowoczesnej placówki muzealnej w MHW
Przywrócenie walorów historycznych zabudowań MHW
Stworzenie dodatkowej przestrzeni dla obsługi ruchu turystycznego oraz działań edukacyjnych
Przywrócenie funkcji kulturalnych w MHW
Przywrócenie funkcji turystycznych w MHW
Zwiększenie ruchu turystycznego w woj. kujawsko-pomorskim
Zwiększenie liczby imprez kulturalno-rozrywkowych w MHW
Zwiększenie liczby imprez kulturalno-rozrywkowych w woj. kujawsko-pomorskim
Ożywianie aktywności kulturalnej mieszkańców Włocławka i woj. kujawsko-pomorskiego
Umożliwienie organizacji wystaw czasowych i imprez kulturalnych na większą skalę
Poprawienie warunków udostępniania i eksponowania muzealiów
Zapewnienie dostępu do usług infrastruktury kultury o zadowalającej jakości
Promocja rozwoju turystyki poza obszarami dominującymi w ruchu turystycznym w woj. kujawsko-pomorskim (Bydgoszczy i Toruniu)

Planowane efekty:
Efektem projektu jest stworzenie nowoczesnej placówki muzealnej wraz z nową przestrzenią ekspozycyjną. Jednocześnie zostały przywrócone walory historycznych zabudowań oraz powstała dodatkowa przestrzeń dla obsługi ruchu turystycznego oraz działań edukacyjnych. Jednoczesna rozbudowa umożliwiła organizację wystaw czasowych i imprez kulturalnych, Ponadto nastąpiła poprawa warunków udostępniania i eksponowania muzealiów. Dodatkową wartością jest wyposażenie kompleksu budynków MHW w zaplecze recepcyjne oraz sanitarne, a także dostosowanie jego przestrzeni do potrzeb osób niepełnosprawnych.

Przewidywana, docelowa wartość projektu: 3 222 512,76 zł
Wnioskowany wkład Funduszy Europejskich: 388 004,63 zł