1996年至1997年，为适应城市发展的需要，市政府投资1500万元对北部湾广场进行了三期工程的大规模改造和扩建，广场的面积由原来的2公顷扩展到4公顷。扩建改造后的北部湾广场由“南珠魂”中心区、集会广场区、中轴线区、文化广场区、大草坪区等五个功能区组成，以“南珠魂”雕像为标志性建筑物的中心区为广场的核心功能区，以水池、喷泉、雕群和周围三个花坛对高大宏伟的“南珠魂”雕塑构成衬托，充分体现了南珠文化和地方特色，成为游人观赏城市风光的驻足点和广场的中心景观。临近四川路的硬地空间是以满足小型集会、休闲活动为主的集会广场区，集会广场区的绿化以高大宽叶乔木盆架子为主要树种，这种树富有亚热带特色，树干光滑朴实，树形优美，呈叠层塔形，犹如一把遮天蔽日的大伞，形成整洁和谐的休闲活动环境。
靠近北部湾中路的文化广场区由林荫广场、露天表演广场和展览馆三部分构成。林荫广场绿化选择具有南方特色阔叶乔木水石榕为主要树种，这种树根据长势可以修剪成方体或珠体形状，形成规矩，整齐的广场绿色景观，树下设置有简洁大方，别具热带风情的“C”形木椅，同时还设计有造型活泼的阅报栏，露天表演广场是利用原有地形建成的开敞式的公共文化娱乐和休息场所，面积约2000平方米，依就原地形建有长形的水幕墙、巨型浮雕“海之韵”、露天表演舞台、音乐茶座、阶梯级观众看台、骑楼式店铺、斜坡式花坛、残疾人斜坡道等园林设施，创造了一个优雅宜人、景观独特的室外环境；展览馆是利用原水厂蓄水池改造而成的顶面为球壳形的一座造型十分独特的建筑，占地约500平方米，属无梁砖拱结构，既保留了历史建筑工艺，又可作为公共展览馆，丰富了广场的文化内容。
长青路与“南珠魂”雕塑之间是广场的中轴线区，中轴线两侧是两块大草坪，大草坪靠近规划路和广场路一带种植的椰子树、槟榔、糖棕等大片热带棕榈科植物，并利用带状花卉和大块花坛以及整形灌木配置，使整个广场硬质地面与软质地面比例适宜，连成一体，体现浓郁的亚热带城市风光，具有强烈的现代都市感，经过改造扩建后的北部湾广场，五大功能区既可互相独立又紧密联系成一个整体，形成了“一个中心三个翼”的整体空间格局，建立了完善的、整体的现代化城市广场功能体系，成为北海市游览、观赏、休憩、集会、举办文化娱乐活动的主要场所。
