Skisseprosjekt ble utført i 1994, i det de arkeologiske utgravninger på tomten var i ferd med å avsluttes. Avdekning av eldre borgmurer og verkstedskonstruksjoner som skulle bevares in situ definerte nye forutsetninger for prosjektet. Det rike gjenstandsmaterialet som ble funnet under utgravningene, sammen med det som fortsatt fantes av Domkirkens middelalderskulptursamling, ble innholdet i det nye museet. Østfløyen inneholder representasjonslokaler i 1. etasje som er knyttet sammen med middelalderborgen i Nordfløyen. Lokalene inneholder hovedinngang med vestibyle, garderobe og en forsamlingssal beregnet for kirkemusikk

og akustisk sang, kalt Øysteinsalen. Nidaros´ biskop har kontorlokaler i andre etasje. Tredje etasje er benyttet til forskningskontorer og fagbibliotek for middelalderforskning på NTNU – Middelaldersenteret. Underetasjen inneholder VIP-avdeling (garderober/ hvilerom), men er hovedsaklig en del av museet hvor et myntverksted fra før reformasjonen er bevart in situ. Sørfløyen inneholder museumsresepsjon og utstillingslokaler. Mesaninen og 1. etasje er i sin helhet benyttet som lokaler for skulptursamlingen. Underetasjen inneholder de arkeologiske utstillingene, deler av eldre borgmurer og et fremvisningsrom med billedspill om katedralbyggingen.