Alkuvaiheessa oli tarkoitus kerätä kokoelmiin pääkaupungin teatteritoimintaa koskevaa aineistoa, mutta se kuitenkin aloitti tallentamaan koko suomalaisen teatterin historiaa.[2] Vuonna 1992 Helsingin teatterimuseosäätiö muutettiin Teatterimuseosäätiöksi ja Helsinki jäi pois myös Teatterimuseon nimestä.[2] Vuonna 1994 Teatterimuseo nimettiin valtakunnalliseksi erikoismuseoksi.[2] Vuonna 2020 uuden museolain myötä Teatterimuseo nimitettiin valtakunnalliseksi vastuumuseoksi.[3]
Museo sai alkunsa vuonna 1962, kun Helsingin kaupunki perusti Helsingin teatterimuseosäätiön lahjana 90-vuotiaalle suomalaiselle teatterille.[2]Suomen Teatterijärjestöjen Keskusliiton teatterimuseojaos oli kerännyt esineistöä ja 1940-luvulta alkaen.[2] Niiden lisäksi museon kokoelman perustana toimivat Suomen Kansallisteatterin lahjoittamat 45 pukua ja Kaarlo Bergbomin satavuotisnäyttelyyn vuonna 1943 kerätyt Suomalaisen Teatterin alkuvaiheeseen liittyvät esineet.[2]
Museon arkistossa on noin 880 hyllymetriä teatteri- ja tanssialan toimijoiden henkilöarkistoja sekä teattereiden ja erilaisten teatteriin liittyvien yhdistysten arkistoja.[5] Kattavimmin arkistossa on toimintansa lopettaneiden tai toisiin yhdistettyjen teattereiden aineistoja.[5]Tampereen Työväen Teatteri oli ensimmäinen edelleen toimiva teatteri, joka lahjoitti aineistonsa arkistoon.[5] Lisäksi museon arkistosta löytyy teattereiden käsiohjelmia, julisteita sekä teatteri- ja tanssitaiteen lehtileikekokoelma, joka sisältää teatteriesitysten lehtiarvostelut vuosilta 1923−2010.[5] Audiovisuaalisessa arkistossa kuvatallenteita on yli 600 kappaletta ja äänitteitä saman verran erilaisissa tallennusmuodoissa.[6]
Valokuvakokoelmassa on muun muassa esityskuvia ja roolikuvia, teatteriväen henkilökuvia ja kuvia teatterirakennuksista, yhteensä noin 450 000 valokuvaa.[7] Perinteisesti museo on saanut valokuvia lähinnä teattereiden ja teatteritaiteilijoiden arkistolahjoituksissa, mutta viime vuosina on vastaanotettu myös valokuvaajien omia laajoja kokoelmia.[7] Luonnokset ovat esinekokoelman lukumäärällisesti suurin aineistoryhmä: lavastus- ja pukuluonnoskokoelma sisältää noin 13 000 luonnosta 1900-luvun vaihteesta nykypäivään.[8] Muita esinekokoelmien isoja aineistoryhmiä ovat teatteripuvut, lavastuspienoismallit, teatterinuket sekä teatteritekniikka, valo- ja tehostelaitteisto, joiden lisäksi kokoelmassa on taideteoksia, maskeeraukseen liittyvää esineistöä, tarpeistoa, huonekaluja ja henkilökohtaista esineistöä.[8] Kaiken kaikkiaan Teatterimuseon kokoelmissa on yli 18 000 esinettä.[8]
Teatterin lisäksi myös tanssi kuuluu museon aihealueisiin. Tainssiaheista aineistoa löytyy arkistosta sekä valokuva- ja esinekokoelmista.[9] Kokoelmissa on satoja tanssipukuja, joista viitisenkymmentä on 1900-luvun alkupuolelta.[9] AV-arkistossa on tanssifilmejä, haastatteluja ja balettimusiikkia.[9]
Teatterimuseon audiovisuaalinen arkisto koostuu kuvatallenteista ja äänitteistä. Kuvatallenteita − esitystaltiointeja, haastatteluja, seminaaritaltiointeja ja näyttelykäyttöön tehtyjä videokoosteita jne. − arkistossa on yli 600 kpl. Äänitteitä on lähes saman verran. Ääninauhat ovat pääasiassa haastatteluja, mutta lisäksi kokoelmissamme on esimerkiksi näyttämömusiikkia ja esitysten äänitaustoja.