ก่อสร้างในสมัยจอมพล ป.พิบูลสงคราม นายกรัฐมนตรี มีความประสงค์ให้เป็นโรงละครแห่งชาติในเวลานั้น และมีรูปแบบของอาคารกลมกลืนกับอาคารอื่นที่สร้างขึ้นริมถนนราชดำเนินกลาง
เดิมเป็นอาคารว่างเปล่าแล้วเป็นโกดังเก็บผ้าของทางราชการ ต่อมาบริษัทศิลป์ไทย (ซึ่งมีนายพิสิฐ ตันสัจจา เป็นหนึ่งในผู้ถือหุ้นด้วย) ได้ขอเช่าพื้นที่ ริเริ่มปรับปรุงต่อเติมเป็นสถานบันเทิง ออกแบบและควบคุมโดย อาจารย์ศิววงศ์ กุญชร ณ อยุธยา สถาปนิกชั้นนำของเมืองไทย ใช้งบประมาณถึง 1 ล้านบาท
ในวันที่ 24 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2532 ทางโรงภาพยนตร์ได้จัดแสดงละครเวที พันท้ายนรสิงห์ เป็นการอำลาอาลัยการก่อนปิดตัวถาวร หลังจากนั้นได้ขนย้ายวัสดุอุปกรณ์ เครื่องฉาย รถขายไอศกรีม ลำโพง ตัวอักษรชื่อโรง พร้อมกับการรื้อถอนสิ่งปลูกสร้างที่เหลือออกเพื่อสร้างเป็น ลานพลับพลามหาเจษฎาบดินทร์ ซึ่งเผยให้เห็นทัศนยภาพสง่างามของ โลหะปราสาท วัดราชนัดดารามวรวิหาร เบื้องหลังได้อย่างเต็มที่
ในอดีตได้ชื่อว่าเป็นโรงมหรสพ ซึ่งผสมผสานความสง่างามแบบโรงละครในยุโรปกับความหรูหราของศิลปะลวดลายไทยอันวิจิตร ทันสมัยยิ่งใหญ่ด้วยเวทีเลื่อนขึ้นลงได้ระบบไฮดรอลิค เพียงแห่งเดียวของเมืองไทย สามารถจุผู้ชม 1,500 ที่นั่ง (ศาลาเฉลิมนคร 800 ที่นั่ง ,ศาลาเฉลิมกรุง 600 ที่นั่ง) ตั้งแต่ยุคละครเวที หลายเรื่องของคณะอัศวินการละครเป็นตำนานที่มีชื่อเสียง เช่น พันท้ายนรสิงห์ ,นันทาเทวี ,บ้านทรายทอง ฯลฯ
เมื่อเข้าสู่ยุคปรับเปลี่ยนเป็นโรงภาพยนตร์ในเดือนกุมภาพันธ์ พ.ศ. 2496 ได้ริเริ่มจัดพื้นที่ซึ่งเป็นต้นแบบของวัฒนธรรมร้านข้าวโพดคั่ว (Pop Corn) อย่างโรงหนังต่างประเทศ และร้านไอศกรีม (ป๊อบ "ตราเป็ด" ที่ดังมากในขณะนั้น พร้อมป้ายโลโก้ รูปหน้าโดนัลดั๊ค มองเห็นแต่ไกล)
ต้นเดือนเมษายน ปีนั้น เป็นแห่งแรกในเมืองไทยที่ฉายหนังสามมิติ ใต้อุ้งมือโจร (Man in the Dark) และหนังซีเนมาสโคปเรื่องแรกของโลก อภินิหารเสื้อคลุม (The Robe) เข้าฉายในวันสิ้นปี
พ.ศ. 2498 เป็นสถานที่ฉายเฉพาะกิจสำหรับหนังการ์ตูนไทยเรื่องแรก (16 มม./พากย์) เหตุมหัศจรรย์ ของ ปยุต เงากระจ่าง (ซึ่งเพิ่งขึ้นทะเบียนเป็นมรดกชาติปี พ.ศ. 2555)และหนังทุนสูง (16 มม./พากย์) นเรศวรมหาราช ของอัศวินภาพยนตร์ ในช่วงต้นทศวรรษ 2500
หลังจากนั้นเป็นผู้นำความแปลกใหม่มาเสนออย่างต่อเนื่อง ได้แก่ หนังเพลงระบบทอดด์-เอโอ เสียงสเตอริโอโฟนิคสมบูรณ์แบบครั้งแรกของฮอลลีวู้ด มนต์รักทะเลใต้ (South Pacific) ,หนังการ์ตูน ระบบซูเปอร์เทคนิรามา 70 มม.เรื่องแรกของโลก เจ้าหญิงนิทรา (Sleeping Beauty) ,หนังมหากาพย์สงครามโลก 34 ดาราสากล วันผด็จศึก (The Longest Day) ,หนังซีเนราม่า 3 เครื่องฉาย พิชิตตะวันตก (How the West Was Won) ,หนังมหากาพย์ทุนมโหฬารตลอดกาล คลีโอพัตรา (Cleopatra) ซึ่งโปรแกรมนี้เป็นครั้งแรกของโรงหนังเมืองไทยที่ติดตั้งลิฟท์บริการผู้ชมชั้นบนด้วย และหนังเด่นอีกหลายเรื่อง เช่น บุษบาริมทาง (My Fair Lady) ,ดร.ชิวาโก (Dr.Zhivago) รวมทั้งหนังซีเนมาสโคปเรื่องแรกของอัศวินภาพยนตร์ -ชอว์บราเดอร์ส รางวัลตุ๊กตาทอง (มรดกชาติปี พ.ศ. 2555) เรือนแพ ที่ยังกลับมาฉายซ้ำอีก 2-3 ครั้ง เป็นต้น
มีบทบาทสำคัญในช่วงเหตุการณ์ประวัติศาสตร์ 14 ตุลาคม พ.ศ. 2516 เป็นทั้งที่หลบภัยและโรงพยาบาลของคนเจ็บจากการต่อสู้เรียกร้องประชาธิปไตย
