Fue inaugurado el 10 de octubre de 1856, fecha del cumpleaños de la entonces reina Isabel II, gracias a la iniciativa de la Sociedad Lírico Española, con el objetivo de tener un espacio propio para las interpretaciones de zarzuelas en la capital de España. Sus impulsores fueron consagrados maestros de la época como Francisco Asenjo Barbieri, Rafael Calleja Gómez, Joaquín Gaztambide, Rafael Hernando, José Inzenga, Francisco Salas, Luis Olona o Cristóbal Oudrid, bajo la financiación del banquero Francisco de las Rivas. Las obras fueron encargadas al arquitecto Jerónimo de Gándara, aunque ejecutadas por José María Guallart, tomando como modelo la Scala de Milán. Así quedó un edificio en forma de herradura con tres alturas de palcos, con capacidad para 1242 espectadores. 

Durante la segunda mitad del siglo XIX, el Teatro se convirtió en el lugar central donde se interpretaban las piezas maestras de la zarzuela, principalmente grande o de dos actos, y se producían sus estrenos al público. El 9 de noviembre de 19092 el edificio del pueblo fue prácticamente destruido por un incendio. Reconstruido usando menos madera y más metal, en 1914 el maestro Luna levantó el telón al reinaugurarlo con su orquesta. Fue remodelado en 1956 cuando lo compró la Sociedad General de Autores de España, pero perdió buena parte de la fachada y los ornamentos del interior. Más tarde pasó a ser propiedad del Estado y en 1984 el Ministerio de Cultura, a falta de un teatro de ópera en Madrid, amplió la oferta de actividades (además de la zarzuela y la ópera) a la danza y el flamenco.

En 1998, tras la declaración cuatro años antes del edificio como Monumento Nacional, fue de nuevo remodelado, recuperando buena parte de su estructura y forma original y siendo destinado en exclusiva a la lírica española. Desde enero del mismo año la Orquesta de la Comunidad de Madrid es la titular del Teatro de la Zarzuela.