南京六朝博物馆由贝聿铭的次子贝建中领衔设计,整体建筑由两个L形的几何体扣合而成。馆内负一层有一段长20米、宽10米的夯土城墙,这是六朝建康城东城墙的一部分,也是整座博物馆的“根基”,距今已有1700多年历史。据介绍,由于六朝夯土墙遗址区面积近260平方米,如何在不移动、不破坏遗址的前提下进行博物馆工程建设,是罕见的高难度地下工程作业。最终通过打入100根直径80厘米的钢筋混凝土保护桩作为遗址区的“防护罩”,将遗址区与外部施工环境完全隔离开来,避免遗址本身土层流失的同时,也排除了外部施工对遗址的扰动。不仅如此,2007年在南京邓府巷发掘的台城城壕排水系统也被“搬”进展馆。在这里,观众能够一睹六朝建康城的规模、格局、道路和排水系统。

博物馆内还设有六朝风采展、六朝名人展等。前者展出了青瓷、陶俑、书画和绘画展品共同演绎了六朝风雅;后者展示了群星璀璨的六朝名人,如东吴大帝孙权、东晋第一个皇帝司马睿、名臣王导、竹林七贤、刘勰、谢灵运、王羲之、顾恺之等。