A atividade teatral era, na segunda metade do século XIX, muito intensa no Rio de Janeiro. Mas a então capital do Brasil não tinha um teatro que correspondesse plenamente a essa atividade e estivesse à altura da principal cidade do país. Seus dois maiores, o São Pedro e o Lírico, eram criticados pelas suas instalações, seja pelo público, seja pelas companhias que neles atuavam.

Em 1894, o autor teatral Arthur Azevedo lançou uma campanha para que um teatro fosse construído para ser sede de uma companhia municipal, a ser criada nos moldes da Comédie Française. Mas a campanha resultou apenas em uma Lei Municipal, que determinou a construção do Theatro Municipal. A lei, no entanto, não foi cumprida, apesar da existência de uma taxa para financiar a obra. A arrecadação desse novo imposto nunca foi utilizada para a construção do Theatro.

Somente em 1903, o prefeito Pereira Passos, nomeado pelo presidente Rodrigues Alves, retomou a idéia e, a 15 de outubro de 1903, lançou um edital com um concurso para a apresentação de projetos para a construção do Theatro Municipal.

Encerrado o prazo do concurso, em março de 1904, foram recebidos sete projetos. Os dois primeiros colocados ficaram empatados: o "Áquila", pseudônimo do engenheiro Francisco de Oliveira Passos, e o "Isadora", pseudônimo do arquiteto francês Albert Guilbert, vice-presidente da Associação dos Arquitetos Franceses.

O resultado deste concurso foi motivo para uma longa polêmica na Câmara Municipal, acompanhada pelos principais jornais da época, em torno da verdadeira autoria do projeto "Áquila" - que se dizia feito pela seção de arquitetura da Prefeitura – e do suposto favoritismo de Oliveira Passos, pelo fato de ser filho do prefeito, entre outros argumentos.

Como decisão final resolveu-se pela fusão dos dois projetos pois, na verdade, os dois projetos ganhadores correspondiam a uma mesma tipologia.

Feitas as alterações no projeto, a 2 de janeiro de 1905, o prédio começou a ser erguido, com a colocação da primeira das 1.180 estacas de madeira de lei sobre as quais se assenta o edifício. Para decorar o edifício foram chamados os mais importantes pintores e escultores da época, como Eliseu Visconti, Rodolfo Amoedo e os irmãos Bernardelli. Também foram recrutados artesãos europeus para fazer vitrais e mosaicos.

Finalmente, quatro anos e meio mais tarde – um tempo recorde para a obra, que teve o revezamento de 280 operários em dois turnos de trabalho – no dia 14 de julho de 1909 foi inaugurado pelo presidente Nilo Peçanha o Theatro Municipal do Rio de Janeiro, que tinha capacidade para 1.739 espectadores. Serzedelo Correa era o prefeito da cidade.

Em 1934, com a constatação de que o teatro estava pequeno para o tamanho da população da cidade, que tinha crescido muito, a capacidade da sala foi aumentada para 2.205 lugares. A obra, apesar de sua complexidade, foi realizada em três meses, novamente em tempo recorde para a época. Posteriormente, com algumas modificações, chegou-se ao número de 2.361 lugares.

Em 1975, a 19 de outubro, o Theatro foi fechado para obras de restauração e modernização de suas instalações e reaberto em 15 de março de 1978. No mesmo ano foi criada a Central Técnica de Produção, responsável por toda a execução dos espetáculos da casa.

Em 1996, iniciou-se a construção do edifício Anexo. O objetivo foi desafogar o teatro dos ensaios para os espetáculos, que, com a atividade intensa da programação durante todo o ano, ficou pequeno para eles e, também, para abrigar condignamente os corpos artísticos.Com a inauguração do prédio, o Coro, a Orquestra e o Ballet ganharam novas salas de ensaio e bastante espaço para suas práticas artísticas.

Em 2008, com o patrocínio dos Grandes Patronos: Petrobrás, BNDES, Eletrobrás e Rede Globo de Televisão; Patronos Ouro Embratel e Vale; e dos Co-Patrocinadores Bradesco Seguro e Previdência e MetrôRio tornou-se possível iniciar a obra de restauração e modernização para o centenário do Theatro. Para tal a casa foi fechada em meados de outubro daquele ano.

O Theatro Municipal reabriu em 27 de maio de 2010 totalmente reformado, após dezoito meses fechado. A obra de restauração e modernização (veja em restauro) foi a maior reforma da historia do teatro e custou R$ 64 milhões.