Theo phương án kiến trúc được UBND tỉnh Khánh Hòa phê duyệt, Bảo tàng Trường Sa có quy mô hơn 1,7 héc ta, phía tây là Khu tưởng niệm chiến sĩ Gạc Ma, hướng đông giáp Biển Đông, các hướng còn lại tiếp giáp với khu nghỉ dưỡng tại Bắc bán đảo Cam Ranh. Thiết kế Bảo tàng Trường Sa được lấy cảm hứng tiếp nối từ Khu tưởng niệm chiến sĩ Gạc Ma, nơi có không gian ngầm với 64 bông hoa muống biển quanh cờ Tổ quốc, tượng trưng các chiến sĩ đã hy sinh vì biển, đảo Tổ quốc.

Bảo tàng Trường Sa được thiết kế với 3 nhánh, hình khối tạo hình dòng chảy nhiệt huyết tuôn ra từ lòng đất mẹ, chuyển mình vươn lên, tượng trưng cho tinh thần quật cường của người Khánh Hòa, người Việt Nam. Chính dòng chảy đó đã định hình nên hình khối chủ đạo của công trình, 3 hướng nhìn về phía đảo Gạc Ma; về phía đảo Trường Sa lớn và hướng về phía Biển Đông.

Bên trong bảo tàng, những vị trí thông tầng được thiết kế với tầm nhìn hướng mở rộng về phía biển, phóng tầm mắt ngắm trọn vẹn thiên nhiên rộng lớn. Khi hoàn thành, mỗi khu sẽ trưng bày chủ đề riêng, trong đó thể hiện đậm nét về biển đảo, Trường Sa.

Công trình Bảo tàng Trường Sa do UBND tỉnh Khánh Hòa làm chủ đầu tư, kinh phí xây dựng từ vận động xã hội hóa. Dự kiến công trình sẽ khởi công xây dựng vào cuối năm 2024. Khi hoàn thành, Bảo tàng Trường Sa cùng với Khu tưởng niệm chiến sĩ Gạc Ma sẽ tạo nên cụm công trình văn hóa, lịch sử, góp phần giáo dục và nâng cao nhận thức về chủ quyền biển, đảo cho các thế hệ, tầng lớp nhân dân.

UBND tỉnh Khánh Hòa đề nghị UBND huyện Cam Lâm nghiên cứu đầu tư xây dựng các tuyến đường giao thông vào khu vực bảo tàng.  Sở Văn hóa và Thể thao tỉnh sưu tầm hiện vật, tư liệu lịch sử, hình ảnh... để phục vụ việc trưng bày, giới thiệu, đồng thời phối hợp chặt chẽ với Vùng 4 Hải quân phát động phong trào sưu tầm hiện vật, tư liệu, hình ảnh trong các tổ chức, cá nhân. 

Ông Nguyễn Văn Nhuận, Giám đốc Sở Văn hóa và Thể thao tỉnh Khánh Hòa cho biết: "Bảo tàng Trường Sa sẽ giúp cho người dân thấy Trường Sa rất gần, kết nối Trường Sa với người dân. Người dân sẽ hiểu rõ hơn tất cả những nội dung về Trường Sa, từ đó, thể hiện bằng hành động, niềm tin, hướng về Trường Sa, xây dựng Trường Sa ngày càng phát triển. Năm 2024-2025, sẽ khởi công xây dựng Bảo tàng và sưu tầm hiện vật. Hai việc này song song với nhau, khi xây dựng xong Bảo tàng phải có hiện vật để trưng bày".