Cụ thể, Dự án tu bổ, phục hồi và tôn tạo Di tích quốc gia đặc biệt Thành Điện Hải giai đoạn 2 được tiến hành trong phạm vi khuôn viên Di tích Thành Điện Hải có tổng diện tích 26.519m2, với tổng mức đầu tư được phê duyệt hơn 84,2 tỷ đồng từ nguồn ngân sách thành phố; trong đó, chi phí xây dựng hơn 40,5 tỷ đồng; chi phí xây dựng hệ thống trưng bày, trình diễn và mô phỏng di tích hơn 16,8 tỷ đồng và các chi phí khác.
Giai đoạn 2 sẽ hạ giải, di dời các thành phần, công trình không phù hợp như: Bảo tàng Đà Nẵng và khối nhà 1 tầng phía tả, trên nguyên tắc giữ gìn tối đa các thành phần nội thất trưng bày, các trang thiết bị, các vật liệu còn tốt để tái sử dụng sau này. Di dời, cất giữ, bảo quản các khẩu súng thần công để tái sử dụng trưng bày; di dời các thành phần trưng bày ngoài trời không liên quan tới lịch sử Thành Điện Hải như máy bay trực thăng, cây cảnh, chậu cảnh, giữ lại các cây xanh có kích thước lớn; phá dỡ hệ thống sân, đường hiện trạng không phù hợp.
Tiến hành thám sát khảo cổ học khoảng 50% diện tích trong thành nội làm cơ sở khoa học trong việc phục dựng, tái tạo; phục dựng cổng thành phía đông; cầu phía cổng tây; kỳ đài ở phía nam; sắp đặt, bảo quản và bổ sung các khẩu thần công (hiện có 14 khẩu súng thần công); phục dựng nhà để súng; làm sạch, bảo quản toàn bộ bề mặt trong và ngoài tường thành; tôn tạo tượng đài danh tướng Nguyễn Tri Phương; xây dựng miếu thờ ở góc Tây Nam của Thành.
Đặc biệt, theo quyết định phê duyệt dự án tu bổ, phục hồi, tôn tạo Di tích quốc gia đặc biệt Thành Điện Hải giai đoạn 2, hạng mục nhà trưng bày được xây ngầm toàn bộ dưới lòng đất. Công trình có quy mô tổng diện tích hơn 450m², chìm phía dưới không cản trở tầm nhìn bao quát chung toàn bộ tổng thể khu di tích.
Theo đó, nhà trưng bày gồm: 1 phòng trưng bày chính, 1 phòng trải nghiệm thực tế ảo 3D và các hạng mục phục vụ công việc điều hành, âm thanh, ánh sáng… Nội dung trưng bày, trình diễn và mô phỏng di tích có 3 phần cơ bản, gồm: hệ thống trưng bày các hiện vật lịch sử, tranh ảnh, tài liệu, tư liệu, bản đồ liên quan quá trình hình thành Di tích Thành Điện Hải; hệ thống trình diễn sa bàn 3D về lịch sử, địa thế Thành Điện Hải, có kết hợp sử dụng âm thanh, ánh sáng; xây dựng phim 3D về lịch sử hình thành kiến trúc Thành Điện Hải…
Dự án tu bổ, phục hồi, tôn tạo Di tích quốc gia đặc biệt Thành Điện Hải (giai đoạn 2) nhằm bảo tồn tối đa các thành phần, dấu vết cấu thành di tích gốc, tái tạo 1 phần không gian cảnh quan và thành phần kiến trúc gốc trong khu vực thành nội. Bổ sung một số thành phần kiến trúc mới nhằm làm rõ giá trị gốc của di tích, tôn vinh và phát huy giá trị của di tích trong cuộc sống đương đại. Tạo nên không gian lịch sử, không gian trưng bày, kết nối với Bảo tàng Đà Nẵng (mới) và các địa điểm di tích khác nhằm phục vụ nhu cầu sinh hoạt văn hóa của nhân dân, thu hút khách tham quan, du lịch trên cơ sở phát huy giá trị các di tích lịch sử-văn hóa của thành phố Đà Nẵng.
Trước đó, giai đoạn 1 của dự án tu bổ, phục hồi và tôn tạo Di tích quốc gia đặc biệt Thành Điện Hải được khởi công từ tháng 3/2018, đến nay đã hoàn thành việc di dời nhà dân và các công trình liên quan, khôi phục toàn bộ hệ thống tường thành, kè hào, cải tạo cảnh quan khuôn viên cây xanh.