Le Théâtre de Chaillot a été construit en 1937 par les frères Niermans. Il fut longtemps le lieu symbolique du théâtre populaire, notamment associé aux grands noms tels que Jean Vilar puis Antoine Vitez, et affecté au TNP jusqu'en 1972. Entre 1973 et 1975, l'intérieur du théâtre est totalement restructuré lors d'un chantier de rénovation conduit par le duo Valentin Fabre et Jean Perrottet, déjà architectes des nouveaux aménagements du Théâtre de la Ville en 1967-1968. Le théâtre de Chaillot est reconnu théâtre national en 1975 et abrite une école de théâtre. Il comporte désormais deux salles, la salle Jean-Vilar de 1250 places et la salle Gémier de 420 places, ainsi qu'un studio de 80 places dédié à des spectacles de moindre envergure, c'est la salle dite des « expériences ».
En juin 2008, José Montalvo (qui était depuis 2000 directeur de la danse à Chaillot) et Dominique Hervieu (directrice depuis 2000 de la mission jeune public) prennent la direction du tout nouveau pôle chorégraphique créé au Théâtre national de Chaillot, dont la mission est désormais en priorité à la promotion de la danse contemporaine plus que celle historique du théâtre. Cette orientation, décidée en septembre 2007 par la ministre de la culture Christine Albanel, met désormais en concurrence ou en synergie deux grandes salles parisiennes : le Théâtre de la Ville, salle historique à Paris de la promotion de la danse contemporaine depuis 30 ans, devrait s'orienter vers une programmation plus internationale, alors que Chaillot pourrait se spécialiser sur les chorégraphes contemporains français, pour la plupart issus de la Nouvelle danse française des années 1980.