Acquisitions de 2008 et 2009. - Zoologie : correspondance, contient notamment des lettres de 2010 et 2011, bons de commande, devis, factures, dossiers de commission, fiches de don, demande d'autorisation de transport, autorisation préfectorale de transport d'espèces protégées, attestation de remise de spécimen mort (2007), arrêtés préfectoraux, documentation, photographie, affiche (2007-2011). Sciences et techniques, don d'outils d'ardoisiers : fiche de don (2008). Botanique, don de l'herbier du docteur Petit par la Société des sciences naturelles de l'Ouest de la France : dossier de commission, fiche de don, correspondance (2008-2009). Sciences de la Terre : bons de commande, devis, factures, fiches de don, correspondance (2008-2009). Iconographie, don de photographies et de clichés négatifs sur verre : fiches de don (2009). Préhistoire : fiches de don (2009).

Après le départ en retraite de Jacqueline Baudouin-Bodin, Catherine Boulat-Cuenca est nommée conservateur-directrice du Muséum en 1989. Assurant ses fonctions jusqu'à son départ en 1998, elle participe à l'accroissement des collections. Parmi les plus notables peuvent être cités le totem et le masque amérindien sculptés par Ralph Bennett de la tribu Haida (Colombie-Britannique) donnés par la Seattle Nantes Sister Cities en 1990, les dons d'animaux exotiques, de défenses d'éléphants ou encore de statuettes d'ivoire saisis par la Direction régionale des douanes, la collection de lépidoptères de Charles Bureau, achetée en 1991, ainsi qu'un ensemble de carnets d'excursions géologiques de Louis Bureau donné en 1997, complétant ainsi les archives de l'ancien conservateur conservées à la bibliothèque.

Catherine Boulat-Cuenca laisse ensuite sa place à Pierre Watelet, qui est nommé à Nantes le 1^er octobre 1998, après avoir été Conservateur du Muséum de Tours pendant dix ans. Sous sa direction, plusieurs changement s'opèrent, en commençant par une remise en valeur du bois du XIX^ème siècle jusqu'alors camouflé par les matériaux utilisés dans les années 1970, redonnant au Muséum son cachet d'antan. Rénovant l'ensemble du bâtiment, il décide également de transformer les salles de paléontologie et de préhistoire en salles d'expositions temporaires. Aussi, il entreprend une réorganisation des collections exposées, remettant notamment en réserve la peau humaine et la tête Maoris de Nouvelle-Zélande, jusqu'alors exposées dans la salle de classification des mammifères, et accroît les collections du Muséum en faisant notamment entrer la collection entomologique de Monsieur Broquet offerte au Muséum par sa femme après son décès en 2002, ainsi que la collection d'odonates de l'Ouest et de France donnée par Max Thibault, alors conseiller scientifique de l'Association pour la Promotion, l'étude et la protection des écosystèmes aquatiques, en 2005-2006. A la fin de sa carrière, il fait installer le moulage de basilausorus dans la salle de géologie. Dans les années 2000 et 2010, le nombre de visiteurs accroît de manière considérable et le public, bien qu'encore scolaire en bonne partie, se diversifie.

Après quinze ans passés à la tête du Muséum de Nantes, Pierre Watelet prend sa retraite l'été 2013.