Η θεμελίωση του κτιρίου του Αρχαιολογικού Μουσείου Πυθαγορείου Σάμου έγινε τον Μάρτιο του 2003 και οι εργασίες ανέγερσης ολοκληρώθηκαν τον Ιούλιο του 2005. Το έργο της έκθεσης του Μουσείου άρχισε τον Οκτώβριο του 2005 και ολοκληρώθηκε το φθινόπωρο του 2009. Το έργο εντάχθηκε στο Γ΄ Κοινοτικό Πλαίσιο Στήριξης και συγχρηματοδοτήθηκε από Κοινοτικούς και Εθνικούς πόρους με 5.454.145,66 ευρώ το κτίριο (ποσοστό 75% και 25% αντίστοιχα) και 2.002.127,66 ευρώ η έκθεση (ποσοστό 80% και 20% αντίστοιχα). Η απορρόφηση των πιστώσεων έφθασε το 100%.
Όπως αναφέρεται σε σχετική ανακοίνωση του υπουργείου Πολιτισμού, οικοδομήθηκε ένα σύγχρονο κτίριο, εμβαδού 2.500 τ.μ., από τα οποία τα 1.500 τ.μ. αποτελούν τους εκθεσιακούς χώρους, και τα υπόλοιπα, χώρους εξυπηρέτησης κοινού, εργαστήρια συντήρησης, αποθήκες, γραφεία της Εφορείας και ακολούθως οργανώθηκε σ’ αυτό αρχαιολογική έκθεση επιλεγμένων αντικειμένων. Πρόκειται για ένα σύγχρονο Μουσείο, που ανταποκρίνεται στις σύγχρονες μουσειολογικές ανάγκες και αντιλήψεις.
