На месте современного здания с 1901 года располагался театр «Буфф-миниатюр» французского антрепренера Шарля Омона, позже — театр легкого жанра «Зон», а после революции Театр РСФСР.
В 1920-х годах здание было передано Театру имени Мейерхольда (ТИМ, с 1926 г. — ГосТИМ). Новое здание было задумано режиссером-реформатором, как самый большой и современный театр в Москве. В 1938 году строительство было в основном закончено. В 1939 году Мейерхольд был арестован и впоследствии расстрелян. Недостроенное здание было передано Московской филармонии. В 1938 году в его угловой части была открыта станция метро «Маяковская», в 1940 г. — закончена внутренняя отделка нового концертного зала, в котором многое сохранилось от первоначального проекта (архитектор Черин). Оригинальная эллипсоидная форма зала обеспечивает прекрасную видимость и слышимость в любой его точке.
В глубине сцены был установлен орган немецкой фирмы «Валькер», привезенный из ленинградского собора св. Петра и Павла. С 1959 г. в зале смонтирован электрический орган чехословацкой фирмы «Ригер-Клосс», впоследствии дважды реконструированный (в 1970 г. и в 1977 г.).
Открытие нового концертного зала Московской филармонии, получившего имя П. И. Чайковского, было приурочено к 100-летию со дня рождения композитора.
12 октября 1940 г. в исполнении Государственного симфонического оркестра СССР под управлением А. Гаука и К. Иванова прозвучали Шестая симфония, «Франческа да Римини», 1-я часть Первого фортепианного концерта, арии из опер и романсы. Солистами выступили Л. Оборин, П. Норцов, Е. Кругликова, В. Давыдова и М. Рейзен.
За 60 лет существования в зале проходили крупнейшие музыкальные мероприятия, Всесоюзные и Всероссийские смотры академических и народных коллективов, симфонических оркестров, декады и дни культуры и искусства союзных и автономных республик СССР и зарубежных стран.
С 1962 года зал стал одной из главных площадок Международного конкурса имени Чайковского. Он был ареной Всесоюзных конкурсов балетмейстеров, артистов балета, международных шахматных турниров и киносъемочной площадкой.
Сейчас в КЗЧ проходят выступления ведущих солистов, симфонических оркестров, хоровых, хореографических, фольклорных, эстрадных коллективов. Ставятся оперы в концертном исполнении, музыкально-драматические постановки. В зале проходят фестивали и конкурсы «Русская зима», «Московские звезды», «Московская осень», «Таланты России», вечера балета, выступления танцевальных коллективов, Пушкинские праздники и Дни поэзии и т. д.
Московская филармония проводит здесь около 300 концертов в год. Зал рассчитан на 1505 мест.
