新北市美術館所在的三鶯新生地位處三鶯大橋下游大漢溪河床,由台北縣政府規畫填土整治闢建為新生地。在美術館動工前該地便已是鶯歌居民休閒、散步及運動的日常生活場域。2007年時提出「三鶯水岸都市發展總體計劃」,計畫中文化建設子項目「縣立美術館興建計畫」為新北市美術館的前身。
在新美館成立前此處便已是藝文空間,2009年新北市政府在此設置戶外陶瓷公共藝術作品,2012年三鶯藝術村正式啟用,設有展示廳與工作坊等室內空間,並邀請藝術家駐村創作。
2014年9月16日,新北市政府上網公告設計競圖。9月16日,截止收件及開標。2015年2月16日,國際競圖評選出爐,由大元聯合建築師事務所姚仁喜建築師設計的「蘆葦叢中的現代美術館」獲得首獎,主體建築外觀以高低不同的垂直管狀構成,呼應大漢溪蘆葦搖曳的地景;建築內層使用陶管材料減少熱吸收,符合節能減碳的綠建築概念,也結合了鶯歌地區陶瓷工藝產業。園區內的三鶯藝術村在整修後則重新命名為圓頂藝術空間。