Depuis la fin des années 1990, plusieurs idées d'aménagement furent évoquées et des projets architecturaux ont été proposés mais aucun n'a abouti à ce jour.
L'île Seguin a été achetée 43 millions d'euros à la régie Renault par une société anonyme d'économie mixte (SAEM) dans laquelle la ville de Boulogne est largement majoritaire (64 %) à côté du département des Hauts-de-Seine (10 %) et de la Caisse des dépôts et consignations (15 %).
L'île a fait l'objet d'un concours d'urbanisme et sur une partie de l'île, un musée d'art contemporain devait être réalisé par le milliardaire François Pinault avec un bâtiment de l'architecte Tadao Andō, proposé dès 1999. François Pinault a officiellement renoncé à son projet le 10 mai 2005 dans une déclaration faite au journal Le Monde, et justifiant son choix par la longueur des délais administratifs et des tensions locales pour la réalisation du projet. Pinault a donc décidé de réaliser son musée au Palazzo Grassi de Venise, dont le projet s'est rapidement mis en place, avec l'aide de la municipalité vénitienne, et l'extension possible dans le bâtiment de la Douane de Venise.
Après de nombreux projets avortés, un nouveau plan est mis en place par la société G3A, filiale de la Caisse des dépôts et consignations dirigée Jean-Louis Subileau. Le projet consiste à entourer l'île d'une «façade-enveloppe» qui aurait pour but de «rappeler la mémoire ouvrière» du site en échos à la façade construite par l'architecte Laprade. Ce packaging urbain vise à habiller les 175 000 m2 prévus sur l'île. L'objectif est d'associer, autour d'un jardin de 4 hectares, une cité des arts, un pôle d'innovation scientifique dédié à la santé et une cité internationale dotée d'une résidence de chercheurs et d'artistes et d'un centre de rencontres.
En octobre 2004, c'est le projet de l'équipe Arm Poitevin-Reynaud, Stéphane Maupin et Jérôme Sans qui a été choisi pour la «façade-enveloppe». L'installation de l'Institut national du cancer, d'un hôtel quatre étoiles par Cogédim-Intercontinental, et de logements pour des chercheurs devait s'achever avant 2009. L'Université américaine de Paris souhaitait aussi s'y installer.
Le départ inattendu de la fondation Pinault pour Venise fut l'occasion de voir émerger de nouvelles propositions. Parmi elles, la Cité des Savoirs du 21ème siècle pour l'Île Seguin, projet culturel et éducatif en plusieurs espaces de production, d'exposition et d'animation au cœur d'un "jardin aux cultures" , émergea par l'implication de la société civile boulonnaise réunie par Sylvain Canet avec le soutien de personnalités telles Axel Kahn, Albert Jacquard, Philippe Meirieu, Régis Debray ou Jacques Séguéla.
Ce projet fut plus ou moins repris par l'ensemble de la classe politique. Il irriguait les programmes des candidats aux municipales 2008 et déboucha même sur l'engagement et la candidature du président de l'association, Sylvain Canet,qui mena une liste et poursuit encore actuellement ce combat culturel pour l'île.
Très critique sur l'orientation prise par la municipalité précédente, autant en termes de densification excessive qu'en termes de programmation (pas de chercheurs mais uniquement des administrations), le député-maire de la ville, Pierre-Christophe Baguet, propose à l'occasion des élections municipales de 2008 un nouveau projet intitulé l'« île des Deux Cultures » et soutenu par le président du département Hauts-de-Seine, Patrick Devedjian et son prédécesseur Nicolas Sarkozy. Ce nouveau projet abandonne l'idée de départ de mêler institutions culturelles (création d'une scène de musiques actuelles de 4 000 m2) et scientifiques (installation du siège du CNRS, de l'INSERM et de l'Institut national du cancer). Le projet du campus de l'Université américaine de Paris sur 20 000 m2 est également en question, notamment en raison du désengagement d'un des partenaires, la New York University. Le nouveau projet soutenu par Pierre-Christophe Baguet propose en revanche une île Seguin « ouverte aux Boulonnais » et se développant autour d'un jardin de sculptures de 4 000 m2 et 110 000 m2 d'activités et de service. L'arrivée de sociétés de l'industrie culturelle et de restaurants est souhaitée, notamment pour générer des revenus de la taxe professionnelle, à l'inverse des institutions précédemment envisagées. Le 22 avril 2008, Jean-Louis Subileau, directeur de la SAEM qui promouvait le précédent projet, est démis de ses fonctions par le maire Pierre-Christophe Baguet, président de la SAEM. De nombreuses réactions paraîtront alors dans la presse pour défendre ce projet alternatif ou attaquer l'actuel, l'île Seguin ayant été un enjeu majeur lors des élections municipales de 2008 et potentiellement de 2014. Patrick Devedjian, président du conseil général des Hauts-de-Seine a annoncé vendredi 16 janvier 2009 le lancement des études concernant les trois premiers projets de la future « Vallée de la Culture ». Le 9 juillet 2009, Jean Nouvel est désigné pour réaménager l'île Seguin en « île de tous les arts ».
Le 7 juillet 2010, le projet de Jean Nouvel a été officiellement inauguré en présence de Pierre-Christophe Baguet. Les travaux commenceront en 2012 pour une livraison prévue en 2017.