O potřebě druhé české činoherní scény se mluvilo a psalo ještě dříve, než se začalo hrát v budově Národního divadla. V roce 1892 schválilo vinohradské městské zastupitelstvo návrh, aby vinohradská obec zažádala o koncesi na zřízení stálého českého divadla. V srpnu 1902 byla zveřejněna vyhláška soutěže na projekt divadla "pro architekty slovanských národností", z dvanácti došlých návrhů získal první cenu návrh architekta Aloise Čenského. Základní kámen byl položen na svátek sv. Václava roku 1905 a celá stavba trvala pouze dva roky. Od jara 1907 vinohradská kulturní veřejnost doslova žila ruchem kolem dokončovaného divadla. Místní deníky zřizovaly dokonce zvláštní rubriky, v nichž podrobně informovaly o stavu dokončovacích prací, růstu uměleckého souboru a vůbec o všem, co s novým divadlem souviselo.
Městské divadlo na Královských Vinohradech bylo slavnostně otevřeno 24. listopadu 1907 premiérou hry Jaroslava Vrchlického Godiva. V čele nového uměleckého ústavu stanul novinář a dramatik František Adolf Šubert. Jeho umělecké působení bylo velmi úspěšné, ale brzy ho ukončily rozpory se správním výborem divadla. Na ředitelské místo nastoupil spisovatel a divadelník Václav Štech, za jehož vedení začal vykonávat funkci lektora a tajemníka K.H. Hilar. Dr. Hilar byl v roce 1913 jmenován dramaturgem a o rok později šéfem činohry. Svým divadelním názorem, celkovým pojetím divadla i podobou inscenací, které režíroval, se zařadil k nejvýznamnějším osobnostem Městského divadla na Královských Vinohradech za celou dobu jeho existence. Podobně významnou roli sehrál i další vynikající umělec - novinář, dramatik a básník Jaroslav Kvapil, který se stal šéfem činohry po odchodu K.H. Hilara do Národního divadla. Kvapil uvedl za šest let svého režisérského působení v Městském divadle na Král. Vinohradech jedenáct inscenací W. Shakespeara, dbal také o současné autory a pro Městské divadlo získal dramatiky Františka Langera a Fráňu Šrámka. Za Kvapilovy éry pracoval v divadle krátce jako dramaturg a režisér Karel Čapek.
Od roku 1907 existovaly v Městském divadle na Královských Vinohradech současně dva soubory - činoherní soubor a soubor opery a operety. V roce 1919 zpěvohra z divadla odešla a Městské divadlo se stalo pouze divadlem činoherním, jakým původně mělo být.
Městské divadlo mělo vždy výborné herce a herečky, k významným hereckým osobnostem tohoto období patřili například Václav Vydra, Jaroslav Vojta, Bedřich Karen, Roman Tuma, Anna Iblová a další.
Po sloučení Královských Vinohrad s Prahou dne 5. února 1922 převzal divadelní budovu jménem hlavního města Prahy primátor Karel Baxa. Vinohradské divadlo se stalo městským divadlem pražským.
Po odchodu Jaroslava Kvapila byl na konci roku 1928 šéfrežisérem jmenován novinář, kritik a režisér Jan Bor. Funkci uměleckého šéfa vykonával v letech 1930 - 1936. Z Borovy umělecké éry je třeba připomenout zejména významné inscenace dramat F.M. Dostojevského, v nichž herecky vynikli Zdeněk Štěpánek, František Smolík, František Kreuzmann, Jiří Plachý, Míla Pačová, Olga Scheinplfugová a další. K výrazným osobnostem tohoto období patřili také dramaturgové dr. František Langer a dr. Frank Tetauer.
V letech 1935 - 1940 zastával místo ředitele Městského divadla na Královských Vinohradech dr. Bedřich Jahn, po jeho nuceném odchodu převzal funkci ředitele dr. Vladimír Říha. Pod jeho vedením hrálo divadlo až do 30. září 1941, kdy bylo úředně uzavřeno. Zákaz trval do konce ledna 1943. Budovu, která byla až do té doby velmi pečlivě udržovaná, si přivlastnili němečtí filmaři a jejich působení znamenalo bezohledné ničení vnitřních prostor.
S Městským divadlem byly za války spojeny i dvě osobní tragédie - v souvislosti s ilegální činností byla popravena šatnářka Marie Spilková a v Mauthausenu zahynula herečka Anna Letenská.
V březnu 1944 musela vinohradská činohra přesídlit do divadla Varieté v Karlíně, kde zahájila svou činnost pod vnuceným názvem Divadlo Josefa Kajetána Tyla. Díky vedení uměleckého šéfa Františka Götze se však scéna rychle sžila s nevhodným prostředím a hrála při vyprodaném hledišti až do uzavření všech divadel v srpnu 1944.
Ihned po skončení války, v květnu 1945, se Městské divadlo na Královských Vinohradech vrátilo do své budovy. Mnoho ochotných rukou pomohlo s odstraňováním škod, a tak bylo možno v červnu opět zahájit pravidelnou činnost. V srpnu 1945 převzalo Městské divadlo do své správy město Praha. Uměleckého vedení se ujal režisér Jiří Frejka (do roku 1950).
V roce 1950 bylo divadlo přiděleno československé armádě a na základě rozkazu ministra obrany se stalo Divadlem československé armády. Smyslem a cílem DČA měla být výchova národa, zejména mladé generace, k idejím socialismu. Umělecký šéf Aleš Podhorský byl po jediné sezoně kvůli neshodám s vojenským vedením z funkce odvolán. Na jeho místo nastoupil režisér Jan Škoda.
Od prvního července 1960 se stal provozovatelem Divadla československé armády Národní výbor hlavního města Prahy, název Divadlo československé armády zůstal jako čestný. V letech 1960-65 byl ředitelem vinohradské scény dramaturg a režisér Luboš Pistorius. V těchto pěti sezonách uvedlo divadlo čtrnáct původních her českých autorů (I. Klíma, L. Aškenázy, P. Kohout, M. Stehlík, J. Dietl, J. Šotola). Po Pistoriově rezignaci na funkci ředitele stanul v čele divadla dr. František Pavlíček, kterému se podařilo vymanit vinohradskou scénu ze sféry ministerstva národní obrany a přejmenovat ji na Divadlo na Vinohradech.
František Pavlíček posílil soubor o řadu nových tváří, jež se díky repertoáru (vytvářenému spolu s dramaturgyní Helenou Šimáčkovou) a hereckým příležitostem staly dalšími oporami tradičně kvalitního hereckého souboru.
V době normalizace vykonávali funkci ředitele Divadla na Vinohradech Zdeněk Míka (1970-1988) a František Laurin (1988-1990). Přestože repertoár byl v mnohém poplatný době, podařilo se (zejména díky režisérům J. Dudkovi, J. Dalíkovi, F. Štěpánkovi, S. Remundovi, V. Hudečkovi, J. Strejčkovi, J. Novákovi) udržet kvalitu hereckého souboru a inscenací na úrovni, na jakou byli diváci u vinohradské scény vždy zvyklí. Konec 80. let byl ve znamení uvolňování společenské atmosféry a otevíral nové možnosti i pro DnV, kdy tu především J. Dudek a Jan Kačer (za dramaturgické a autorské spolupráce Jana Vedrala a Romana Císaře) vytvořili několik pozoruhodných inscenací do té doby nepovolovaných autorů (Topol, Ajtmatov, Bulgakov), původních her a dramatizací (Den delší než století, Krysař, Urmefisto, Hlasy ptáků, Mistr a Markétka).
30. května 1990 se ve veřejném konkurzu stala ředitelkou Divadla na Vinohradech herečka Jiřina Jirásková, která vedla divadlo do 30. 6. 2000. V současné době je ředitelem DnV Jindřich Gregorini a uměleckým šéfem Martin Stropnický.