Музей основан в 1918 году. Первая экспозиция, которую «ежедневно во время антрактов» могли посетить пришедшие на спектакль зрители, открылась в 1921 году.

В 2014 году было принято решение о создании нового, отвечающего современным требованиям выставочного пространства музея в хоровом и музейном залах Большого театра. Проект был создан известным советским и российским театральным художником Валерием Яковлевичем Левенталем. Конструкции из передвижных модулей позволяют легко менять выставочное пространство, в зависимости от целей и задач будущих проектов.

В мае 2015 года в обновленных залах музея открылась выставка «Искусство, опаленное войной…», посвященная 70-летию Победы в Великой Отечественной войне. Экспозиция представляет публике работу Большого театра в военное время: участие в боевых действиях, выступления в концертах фронтовых бригад, жизнь и работу в Москве и эвакуации, праздничные победные дни.

В настоящее время ведутся работы по музеефикации императорских фойе. В экспозиционном пространстве будут представлены исторические макеты зданий Большого театра, видео– и фотоматериалы на современных электронных носителях.