W XVII w. na terenie, gdzie stoi dziś Teatr Wielki, rozciągały się pola uprawne. Tu stały potem dworek Kruszewskich, Wawrzyskich i Kociejewskich. Zaś w latach 70. tamtegoż stulecia mieścił się na dzisiejszym placu Teatralnym bazar starzyzny zwany kociejowem. Pod tą nazwą targowisko długo znane było w Warszawie.
Budowa gmachu Teatru Narodowego rozpoczęła się dopiero w 1825 r. Nie znaczy to, że stolica nie miała wcześniej sceny operowej. Z inicjatywy Marii Kazimiery Sobieskiej w latach 1685-96 wzniesiono budynek zwany Marywilem. Po Zamku Królewskim był drugim co do wysokości gmachem w stolicy. W latach 1779-1833 przedstawienia grywano przy placu Krasińskich w nowym budynku teatralnym, zwanym czasem Teatrem Narodowym. Na tej scenie rozwijał swoją twórczość Wojciech Bogusławski, znakomity aktor, śpiewak i reżyser. Kiedy na placu Krasińskich budynek chylił się ku upadkowi, to z inicjatywy Bogusławskiego powstała koncepcja budowy teatru vis-á-vis pałacu Jabłonowskich i pałacu Blanka, na dzisiejszym pl. Teatralnym. Konkurs na projekt wygrał Antonio Corazzi, polski architekt włoskiego pochodzenia. W tamtym okresie projektowano zwykle budynki w formie zwartych brył. W projekcie Corazziego prawe skrzydło odzwierciedlało lewe skrzydło budynku, wykorzystał on w swoich planach porządek joński i koryncki. I tak najwspanialszym walorem budynku stała się jego klasycystyczna fasada. Niestety, nie udało się wykonać głównego zdobienia fasady - rzeźby opiekuna sztuk Apollina, kierującego czterokonnym rydwanem. Wybuch Powstania Listopadowego i związane z nim reperkusje uniemożliwiły ten zamysł.
W czasie powstania nie dokończony budynek teatru służył wojskom carskim jako koszary. Po niepowodzeniu zrywu Polaków, rosyjski feldmarszałek zlecił wykonanie ekspertyz co do adaptacji teatru na cerkiew. Okazało się, że ta modyfikacja kosztowałaby więcej niż wzniesienie nowej cerkwi, dlatego od pomysłu odstąpiono. Wydano zgodę na kontynuację budowy teatru. Ale zmniejszono wielkość sal, a liczbę miejsc na widowni ograniczono z 1800 do 1300. Zlikwidowano elementy wystroju w postaci rzeźb, malowideł, zrezygnowano też z budowy na zapleczu jednego skrzydła. I tak pracownie i garderoby trzeba było rozlokować w różnych zakamarkach budynku. Przedstawieniem inaugurującym działalność teatru był Cyrulik sewilski Rossiniego. W drugiej części otwarcia polskim akcentem było przedstawienie Zabawa tancerska.
Teatr Wielki wytrzymywał konkurencję z teatrami Europy i świata. Grano najgłośniejsze opery, balet, występowali tu najsławniejsi śpiewacy całego świata.
Z biegiem czasu gmach teatru rozbudowywano i tak - w 1836 r. - powstała druga sala teatralna. Przez pierwsze pół wieku wnętrze teatru oświetlano lampami oliwnymi, co nierzadko kończyło się pożarem w którejś części budynku. Potem zamontowano oświetlenie gazowe, zaś w 1890 r. zamieniono je na elektryczne. Do dziś zachował się fragment budynku z pierwszą instalacją elektryczną.
Budynek Teatru Wielkiego w nienaruszonym stanie przetrwał do II wojny światowej. W czasie oblężenia Warszawy w 1939 r. został zbombardowany i uległ niemal całkowitemu zniszczeniu. W czasie Powstania Warszawskiego Niemcy rozstrzeliwali we wnętrzach spalonego teatru ludność cywilną. Potem zaczęli systematyczne wyburzanie budynku od tyłu gmachu. Przygotowali już ładunki, aby zniszczyć zabytkową fasadę budynku. Jednak plany przerwało wyzwolenie.
Niemal 10 lat trwało odbudowywanie teatru ze zniszczeń wojennych. 20 listopada 1965 r. rozpoczął się kilkudniowy cykl otwarcia Teatru Narodowego. Przygotowano dla publiczności m.in. Straszny Dwór z udziałem największych solistów polskich. W następnych latach w teatrze dokonano niewielkich modernizacji, które jednak znacząco poprawiły akustykę. Nową podłogę ułożono na legarach, podkuto drewnem fotele dla publiczności.
Teatr Wielki Opera Narodowa posiada obecnie scenę główną z widownią na 1841 miejsc oraz scenę kameralną z widownią na 248 miejsc w Sali Emila Młynarskiego. Na pierwszym piętrze od frontonu, w dawnych Salach Redutowych mieści się jedyne w Polsce Muzeum Teatralne.
Scena główna posiada 6 zapadni. Wyposażona jest w kilka kurtyn: stalową oraz wodną odcinające aktorów od publiczności na wypadek pożaru, kurtynę srebrną - zwaną grecką, opuszczaną na zakończenie spektaklu, włoską w kolorze bordowym opuszczaną w czasie antraktów, niemiecką z wielu warstw materiału, tłumiącą odgłosy zmian dekoracji w czasie antraktów.
Teatr Wielki zaliczany jest do najokazalszych teatrów operowych na świecie. Zarówno ze względu na formę architektoniczną, nowoczesne wyposażenie wnętrz jak też na bogactwo wydarzeń artystycznych. W okresie zaborów Teatr Wielki spełniał znaczącą rolę kulturalną i polityczną.
Opera Narodowa kultywuje swoje ponad 200-letnie tradycje. Wystawia dzieła kompozytorów polskich: od Karola Kurpińskiego, poprzez Stanisława Moniuszkę aż po Krzysztofa Pendereckiego. Prezentowano też klasykę światową: opery Beethovena, Belliniego, Bizeta, Czajkowskiego, Mozarta, Pucciniego, Rossiniego, Straussa, Verdiego i Wagnera.
Przed gmachem budynku wzniesiono dwa pomniki: ojca Teatru Narodowego Wojciecha Bogusławskiego oraz twórcy Opery Narodowej Stanisława Moniuszki. 3 maja 2002 r. udało się odsłonić na frontonie budynku niezrealizowaną przed laty rzeźbę Apollina.