2003 war Graz Kulturhauptstadt Europas und in diesem Kontext wurde auch das Kunsthaus Graz als Teil des Joanneums eröffnet.
Das Volkskundemuseum wurde 2003 neu aufgestellt und das Künstlerhaus Graz wurde übernommen.
2004 erfolgte die Neuaufstellung der provinzialrömischen Sammlung mit der Eröffnung des Lapidariums im Park von Schloss Eggenberg und des Museumspavillons Flavia Solva.
Auch der Planetengarten im Eggenberger Schlosspark wurde 2004 eröffnet.
2005 übersiedelte die Alte Galerie nach Schloss Eggenberg und wurde dort neu aufgestellt, außerdem wurde im Schlosspark das Herrschaftsgartel saniert.
Im selben Jahr wurde auch die Museumsakademie Joanneum gegründet.
2006 konnte das Jagdmuseum Schloss Stainz eröffnet werden und in Schloss Eggenberg wurden die Wechselausstellungsräume fertiggestellt.
2007 kam es zur Übernahme des Betriebes des Österreichischen Skulpturenparks. In Schloss Eggenberg wurde das Münzkabinett mit einer Neuaufstellung der Münzensammlung eröffnet.
2008 erhielt die Schausammlung im Volkskundemuseum eine neue Gestaltung.
2009 bekam das Joanneum ein neues Corporate Design. Um die Vielfalt der Sammlungen auch im Namen zu verankern, wurde der Name der ehemaligen Abteilung der Steiermärkischen Landesverwaltung ebenfalls erneuert: Aus dem Landesmuseum wurde somit das Universalmuseum Joanneum.
2009 wurden die archäologischen Sammlungen mit der Eröffnung des neuen Archäologiemuseums im Park von Schloss Eggenberg ebenso neu aufgestellt wie das Landwirtschaftsmuseum Schloss Stainz.
In Graz-Andritz wurde 2009 das Studien- und Sammlungszentrum (SSZ) in Betrieb genommen.
2010 erfolgte der Spatenstich für das Joanneumsviertel.
2011 wurde zum 200-Jahr-Jubiläum des Joanneums das Joanneumsviertel mit der Neuen Galerie Graz, dem BRUSEUM und den Multimedialen Sammlungen eröffnet. Im Palais Herberstein, dem alten Standort der Neuen Galerie, erfolgte die Neuaufstellung der Kulturhistorischen Sammlung im „Museum im Palais“.
2012 wurde das Römermuseum Flavia Solva einem Relaunch unterzogen.
2013 konnte die Neuaufstellung der naturkundlichen Sammlungen im Naturkundemuseum im Joanneumsviertel präsentiert werden. Auch die Kanonenhalle im Landeszeughaus erhielt ein neues Erscheinungsbild.
Das Rosegger-Museum Krieglach und das Rosegger-Geburtshaus Alpl wurden 2013 Teil des Universalmuseums Joanneum.
2017 wurde das Museum für Geschichte im Palais Herberstein als gemeinsames Haus der Kulturhistorischen Sammlung und der Multimedialen Sammlungen eröffnet. Auch die archäologische Stätte Flavia Solva bekam einen Relaunch.
2019 kam das Österreichische Freilichtmuseum Stübing in den Verband des Universalmuseums Joanneum, im Joanneumsviertel konnte das CoSA ‒ Center of Science Activities in Kooperation mit dem Grazer Kindermuseum FRida & freD eröffnet werden und in der Alten Galerie wurde die Renaissance- und Barocksammlung unter dem Titel Zwischen Tanz und Tod. Episoden der Frühen Neuzeit neu aufgestellt.
2021 trat das Universalmuseum Joanneum dem Netzwerk "Museums For Future" bei.
2022 wurde die Tierwelt Herberstein als 14. Standort in die Universalmuseum Joanneum GmbH eingegliedert.
2024 wurde das 20 Museum des Joanneums, das Erzherzog Johann Museum in Schloss Stainz, eröffnet.