De Franse architect Jean Nouvel werd aangenomen het gebouw te ontwerpen, dat in 2007 opgeleverd moet worden. Hij ontwierp een complex van galeries en paviljoens afgewisseld met tropische tuinen. Bij het complex horen ook een theater, een een multimediacentrum, educatieruimten, een cafe, restaurant en een winkel.

Maia heeft voor het project 250 miljoen dollar uitgetrokken; daarvan is 130 miljoen dollar voor het gebouw, en dertig miljoen dollar voor de licentierechten. Voor dit bedrag krijgt Rio toegang tot de expertise en de collecties van de stichting en haar partners: de Hermitage in St. Petersburg en het Kunsthistorisches Museum in Wenen. Het grootste deel van het museum wordt ingeruimd voor internationale hedendaagse kunst. Maar ook zal er een begin worden gemaakt met een Latijns Amerikaanse collectie en een Braziliaanse collectie, om het museum zowel nationale als internationale allure te geven. Het is ook de bedoeling straks tentoonstellingen van Braziliaanse en andere Latijns Amerikaanse kunst binnen de Guggenheim dependances in de Verenigde Staten en Europa te doen circuleren om deze kunst daar meer onder de aandacht te brengen.
 
De burgemeester zegt het bedrag al te hebben liggen. Critici vinden dat het geld moet worden besteed aan de bestrijding van de grote armoede in de stad. Vijfentwintig procent van de inwoners heeft geen stromend water; duizenden kinderen leven op straat. Er zijn scholen nodig en ziekenhuizen. Anderen vrezen voor het voortbestaan van gevestigde culturele instellingen in de stad. De kosten voor het museum, naar verluidt vier keer het jaarbudget van het Braziliaanse Ministerie van Cultuur, zouden negatieve gevolgen kunnen hebben voor de subsidiestromen.
Burgemeester Maia ziet het project juist als investering in zijn stad. Het museum moet het vervallen havengebied nieuw leven inblazen. Hij verwacht dat het museum per jaar een miljoen bezoekers zal trekken. Een Braziliaanse rechter heeft op aandringen van tegenstanders het bouwcontract tussen de burgemeester en de Guggenheim-stichting voorlopig ongeldig verklaard.