On considère que l'histoire du Théâtre Bolchoï a commencé en mars 1776, lorsque le prince Pierre Ouroussov, mécène connu et procureur de Moscou, a obtenu la permission d'organiser des représentations théâtrales. Avec son associé Mikhaïl Medoks, ils ont créé la première troupe permanente à Moscou.

Au départ, le théâtre n'avait pas de bâtiment propre et tenait des spectacles dans la maison de Vorontsov sur la Znamenskaïa. En 1780, selon le projet de H. Rozberg, un bâtiment en pierre a été érigé grâce aux fonds de Medoks à l'emplacement de l'actuel Théâtre Bolchoï, portant le nom de "Pétrovski" d'après la rue où il se trouvait. Le répertoire comprenait des productions dramatiques, d'opéra et de ballet, avec un accent particulier sur les opéras, ce qui a conduit à ce que le théâtre soit souvent appelé "Maison de l'Opéra".

En 1805, le bâtiment a brûlé, et jusqu'en 1825, les spectacles ont eu lieu sur différentes scènes. Dans les années 1820, la place devant l'ancien théâtre Pétrovski a été réaménagée selon le projet de l'architecte Ossip Bové, et la nouvelle construction du Théâtre Bolchoï, inaugurée le 6 (18) janvier 1825, est devenue la dominante de l'ensemble. Elle incluait des éléments de l'ancien théâtre Pétrovski et a été reconnue comme l'un des meilleurs en Europe.

Le 11 mars 1853, un incendie a ravagé le théâtre, détruisant costumes, décors et archives. La restauration a été dirigée par Albert Kavos, qui a modifié les proportions du bâtiment et la décoration, ajoutant des galeries en fonte. Le nouveau théâtre a ouvert ses portes le 20 août 1856 pour le couronnement d'Alexandre II.

La dernière représentation du Théâtre Bolchoï impérial a eu lieu le 28 février 1917, et le 13 mars, le Théâtre Bolchoï d'État a été inauguré. Dans les années 1920, il est devenu le lieu de congrès et de réunions, mais a continué à fonctionner comme un théâtre. À l'automne 1941, le bâtiment a été endommagé par une bombe, mais a repris ses activités à l'automne 1943 après restauration.

À la fin du XXe siècle, une vaste restauration a été réalisée, achevée en 2011, au cours de laquelle l'aspect historique a été préservé et l'état technique du théâtre amélioré. Aujourd'hui, le Théâtre Bolchoï reste un centre culturel majeur de la capitale.