Inauguré en 1926 par un spectacle de variétés, le théâtre fait d'abord office de salle de cinéma, sous le nom de Sala Olimpia. En 1974 il devient une salle de théâtre à part entière et trente ans plus tard, il vient à dépendre du Centro Dramático Nacional (CDN, Centre dramatique national). Après sa complète rénovation et la modernisation des locaux, en 2006 il est inauguré comme Teatro Valle-Inclán.

Situé au cœur du quartier cosmopolite de Lavapiés, il dispose de trois scènes modernes, la salle principale ayant une capacité de 510 places, et la salle baptisée Francisco Nieva, disposée à l'italienne, de 150 places. Il dispose également de la salle Mirlo Blanco, ayant une capacité d’accueil réduite et pouvant servir de salle de répétitions.

Avec le théâtre María Guerrero, c'est l'un des deux sièges du Centro Dramático Nacional, où il accueille la représentation de la moitié des œuvres de sa programmation, ainsi que la visite de compagnies étrangères.