2019年10月，兰州体育馆提升改造项目正式开工。改造后的兰州体育馆，将按照“以体为主、公益优先、服务群众”的定位，以全民健身、体教融合、体育康复医疗和会展为核心，通过体育用品零售、休闲娱乐等配套服务，为市民打造一个高品质的现代化综合服务型体育馆。
兰州体育馆改造项目将充分利用场馆原有空间，新扩建建筑面积8898.95㎡，扩建后总建筑面积30955.69㎡，升级改造内容包括室内外装饰、消防安全升级、设备管线更换改造、新增地下停车场、地上扩建、室外广场铺装、全民健身路径更新、轨道交通X3出入口连通、场馆智能化改造等。
兰州体育馆外观设计上考虑将原比赛馆、训练馆整体打造成为统一风貌，风格与
东方红广场互为依托，融为一体，使之成为兰州市的地标建筑、省会城市的会客厅，并实现大型活动广场部分功能。照明设施印有飞天等文化元素组合，以用心的设计将体育的精神和城市的活力相融合。
提升改造后的兰州体育馆将是一个具有现代气息的标志性建筑，以更加完善的功能为市民提供更优质的健身场地和服务。未来发展的定位将是以公益体育服务为核心，积极打造以全民健身、特色体育培训、全民体质监测为主体，以承办精品体育赛事和文化演出为补充，融入体育用品零售、体育会展、体育休闲娱乐、体育康养指导等配套功能的现代化体育服务城市综合体。
2014年9月4日下午3时，兰州市民发现，兰州体育馆门前的巨幅
电子显示屏上，突然出现多幅淫秽图像。事发后，兰州体育馆保卫人员随即控制操作室及操作人员，并立即切断电源，同时向公安机关汇报。经
兰州市公安局城关分局皋兰路派出所介入调查，此次事件发生时，电子屏操作人员王某在操作电脑时，点击弹出了不雅界面，时间大约为12秒。公安机关在现场取证后将操作人员王某传讯，并根据《中华人民共和国治安管理处罚法》第68条规定，同时鉴于王某无主观恶意，依法对其作出行政拘留15日、罚款3000元的从轻处罚。
针对这起突发事件，兰州体育馆召开了全体职工大会进行反思展开整治，并对自身未尽到监管责任向社会深表歉意，同时对
兰州天麒通文化传播有限公司提出严正警告，要求其无限期停播整顿。