התיאטרון המלכותי נבנה בשנת 1850 במקומו של תיאטרון אוריינטה (Teatro de Oriente), בסמוך לארמון המלכותי בו התגוררה המלכה איזבלה השנייה שהורתה על בניית התיאטרון. בין 1867 ל-1925 אכלס התיאטרון את הקונסרבטוריום המלכותי של מדריד, עד שהשימוש בו הופסק בשל נזקים שנגרמו כתוצאה מעבודות בניית הרכבת התחתית של מדריד, שאחד מקויה עובר מתחתיו.
ב-1966 נפתח התיאטרון מחדש כאולם הופעות וקונצרטים והפך לאולם הבית של התזמורת הלאומית הספרדית ותזמורת רשות השידור הספרדית. ב-1969 אירח התיאטרון את גמר תחרות האירוויזיון, במהלכו הוצב על הבמה פסל מתכת, פרי עבודתו של האמן הספרדי סלבדור דאלי. במהלך שנות התשעים של המאה העשרים עבר התיאטרון חידוש במטרה לשמש שוב כבית אופרה, ונפתח מחדש ב-1997.
כיום מעלה בית האופרה כשבעה עשר מופעי אופרה מדי שנה, חלקם בשיתוף עם בתי אופרה גדולים נוספים באירופה, לצד מספר רסיטלים ומופעי בלט בודדים. את בית האופרה מלווה כיום התזמורת הסימפונית של מדריד.