Durante la década de los sesentas los Directivos del Centro Artístico de Barranquilla y miembros del grupo de La Cueva organizan las Bienales Interamericanas de Arte con el apoyo de la OEA. De esta iniciativa surge una colección significativa de arte latinoamericano.

En 1974 se da vida jurídica al primer Museo de Arte Moderno de Barranquilla, el cual organizó importantes muestras nacionales, con la colaboración del Museo de Arte Moderno de Bogotá, e internacionales, con el apoyo del Consejo Británico; y la realización del festival de Arte de Vanguardia en 1979.

En 1994 se constituye la Fundación Festival de Arte de Barranquilla, cuya misión era fomentar y divulgar las manifestaciones culturales de la ciudad y del departamento. Al año siguiente, se decide reformar los estatutos de la Fundación, que pasa a ser llamada Fundación Museo de Arte Moderno de Barranquilla. Ese mismo año fue aceptado en la Asociación Colombiana de Museos, filial del Consejo Internacional de Museos de las Naciones Unidas.

El 6 de diciembre de 1996 inició labores la Fundación Museo de Arte Moderno de Barranquilla en el viejo edificio de la Aduana. Rápidamente, las instalaciones del Museo resultaron ser insuficientes para las actividades y servicios que ofrecía y para albergar su creciente colección, lo que motivó la búsqueda de una nueva sede que culminó con el traslado a la sede actual en el 2004.

Actualmente, el Museo está ubicado en el barrio Alto Prado, este que recibió en comodato de una importante empresa de la ciudad y es de carácter transitorio mientras se consolida la construcción de la sede definitiva del MAMB.

La nueva y definitiva sede del Museo estará ubicada en la parte posterior derecha del Parque Cultural del Caribe y fue diseñada por el arquitecto barranquillero Giancarlo Mazzanti.