Hammacher hecht veel waarde aan een wetenschappelijke ontsluiting van de collectie en verbaast zich erover dat daar in Nederlandse musea weinig aandacht voor is. Ook Rijksmuseum Kröller-Müller heeft volgens hem ‘op het gebied van catalogi, publicaties, afbeeldingen […] uiterst weinig te bieden. Studiegelegenheid, ook aan buitenlanders, die het niet geëxposeerde gedeelte willen zien, was en is er niet.’ Hij stelt in 1951 de Neerlandica Ellen Joosten aan als wetenschappelijk assistente. Joosten krijgt de opdracht om de collectie ‘via gedegen bestandscatalogi openbaar te maken’. Eind 1952 verschijnt de eerste geheel aan beeldhouwkunst gewijde catalogus, waarin 310 sculpturen worden beschreven, van de Aziatische boeddha’s van Helene tot de nieuwste aanwinsten van Hammacher.

Op het omslag van Catalogus verzameling Rijksmuseum Kröller-Müller: Beeldhouwwerken is Hurkende Vrouw van Rodin afgedrukt, gefotografeerd door technisch hoofdassistent Martinus van den Brink die sinds de jaren 30 in dienst is van de Kröllers.

Vanaf het begin zet Hammacher zich in om de bouw van de nieuwe vleugel, die in de oorlog is stilgelegd, te hervatten. De beloofde financiering vanuit de Staat laat echter lang op zich wachten. Hij schakelt uiteindelijk de pers in om aandacht te vragen voor zijn probleem. De media staan achter hem en koppen: ‘Waarom nog geen uitbreiding van unieke Kröller-Müller Museum?’ Dit heeft effect. In 1951 kan, mede dankzij Marshallhulp, eindelijk verder worden gegaan met de bouw van de vleugel.

De nieuwe aanbouw krijgt 5 ruimtes voor schilderkunst, 2 prentenkabinetten, een aula met 350 zitplaatsen, een museumwinkel en een ruime zaal voor de beeldencollectie. Hammacher wil een expositieruimte die ‘de ruimtewerking van en het lichteffect op sculpturen kan versterken’. Aan het bestaande gebouw dat nauwelijks ramen heeft, ontwerpt Van de Velde een beeldenzaal waarvan twee wanden volledig uit glas bestaan, om ‘zoveel mogelijk natuur’ naar binnen te laten. In de plannen van Van de Velde zouden traceringen worden aangebracht in de raampartijen. Hammacher is ervan overtuigd dat de traceringen de waarneming van de beelden verstoren en weet de architect te overtuigen met foto’s van een proefopstelling. De ramen worden uitgevoerd zonder tracering.

De nieuwe aula wil Hammacher inzetten om van het museum ‘een centrum van activiteiten’ te maken, waar ‘de geest gewekt, geleid en gekweekt kan worden’. Met die insteek organiseert hij al concerten en kamermuziekavonden, die druk worden bezocht.

Van de Velde realiseert zich dat met de voltooiing van de nieuwe vleugel het ‘Groote Museum’ er nooit zal komen. Hij richt zich, vanuit zijn woonplaats Oberägeri in Zwitserland, volledig op het uitbreidingsplan en bewaakt de afwerking van elk detail. In 1953 brengt de dan 90-jarige architect zijn laatste bezoek aan Otterlo. De fundamenten van het ‘Grote Museum’ wil hij echter niet bekijken, het zou hem te veel emotioneren.

Hammacher richt de beeldenzaal in met de recente aanwinsten van Rodin, Zadkine en Arp, en 3 sculpturen uit de bestaande collectie: Staande vrouwenfiguur van Lehmbruck, Madonna met kind van Rädecker en Baadster met opgetrokken armen van Maillol. Een ereplaats krijgt Maillols beeld Knielend meisje, dat Van de Velde het jaar ervoor aan het museum heeft geschonken. In de zaal komt ook een wandtapijt naar ontwerp van Fernand Léger te hangen. Het ‘voortreffelijk krachtig werk’ is een geïntegreerd onderdeel van de architectuur en markeert de doorgang naar de schilderijencollectie in het oude gedeelte van het museum.

De rode tegels op de vloer zijn gelegd in een patroon naar ontwerp van de architect Gerrit Willem Baas. Hij was in 1937 ook al betrokken bij de bouw van het museum en nu op speciaal verzoek van Henry van de Velde wederom verantwoordelijk voor de afwerking. Op 23 april 1953 wordt de nieuwe vleugel – met uitzondering van de aula die nog niet klaar is – voor het publiek geopend.