Изначально Детский музыкальный театр не имел собственной сцены, но вскоре после основания в 1965 году он переехал в здание бывшей гостиницы «Славянский базар» на Никольской улице (до 1990 года — улица 25 Октября).
В 1979 году театр переехал в собственное новое здание на проспекте Вернадского, спроектированное построенное специально для него. Здание театра увенчано скульптурой Синей птицы, являющейся символом театра.
В современном здании театра два зала: Большой зал — на 1100 мест и Малый зал — на 300 мест, концертный.
В 2003 году перед зданием театра установлен памятник Н. И. Сац.