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.