Trong tòa nhà Bảo tàng, bọn khủng bố đã phá tất cả các bệ, trụ và các giá trưng bày, những mảnh tượng vỡ rải rác khắp các tầng. Ngoài ra, trong quá trình chiến sự mái nhà Bảo tàng bị sập và một bức tường hỏng nghiêm trọng.
Trong phần lịch sử của thành phố, ngoài hý trường và các cây cột trụ La Mã, một phần cửa vòm bị các chiến binh IS cho nổ phá tung. Bọn khủng bố hủy diệt tất cả những gì liên quan với tín ngưỡng cổ đại như đền thờ Bel và Baalshamina, trụ chống La Mã và dãy cột trước đây ngăn cách với lối đi bộ.
Năm 2015, trước khi các chiến binh IS chiếm Palmyra, quân đội Syria đã kịp mang đi một số hiện vật lưu giữ trong Bảo tàng. Phần còn lại, theo nhận định của các chuyên gia, đã bị cướp bóc, đưa ra bên ngoài Syria để bán. Bán cổ vật là một trong những nguồn thu nhập chính của IS. Người mua thường là các nhà sưu tập phương Tây. Những chủ thể không vận chuyển đi được thì bị bọn khủng bố giật mìn phá hủy.
