Das Filmmuseum hat eine lange Vorgeschichte. Eine Reihe von Filmschaffenden haben schon in den 1910-er Jahren vorgeschlagen, die Werke der Kinematographie aufzubewahren.

Ende der 1920-er Jahre wurde das Filmmuseum im Rahmen der Staatlichen Akademie der künstlerischen Wissenschaften errichtet. Aber im Jahre 1932 wurde die Staatliche Akademie der künstlerischen Wissenschaften abgeschafft, und die vom Grigory Boltyansky gesammelten, äußerst wertvollen Materialien (erste Filmkameras, Drehbücher, Skizzen, Plakate) wurden teilweise zur Aufbewahrung an verschiedene Archive übergegeben und sind teilweise verschwunden.

Im Jahre 1947 wurde auf Ersuchen von Sergey Eisenstein ein Bereich Filmgeschichte im Institut der Kunstgeschichte der Akademie der Wissenschaften der UdSSR errichtet, und im Jahre 1948 ein Filmarchiv (Gosfilmofond), aber die Errichtung eines Filmmuseums wurde auf unbestimmte Zukunft verschoben.

In den 1960-er Jahren organisiert der Verbandsvorstand der Filmschaffenden der UdSSR eine Museumskommission unter Leitung der Regisseure Leonid Trauberg und Sergey Jutkevitsch. Der Verband beginnt mit dem Bau des Filmzentrums auf der Presnya, wo sich das Filmmuseum befinden soll. Das Bauvorhaben zieht sich über Jahre hin, das Projekt des Gebäudes wurde mehrmals geändert, aber darin bleibt immer das Filmmuseum.

Im Jahre 1984 nimmt gemäß der Entscheidung des Verbands der Filmschaffenden in seiner Struktureinheit - Allsowjetisches Büro der Filmkunstpropaganda - die Museumsabteilung ihre Arbeit auf, die im März 1989 zum Zentralen Filmmuseum reorganisiert wurde. Seine Eröffnung fällt mit dem 100. Geburtstag von Charles Spencer Chaplins zusammen, und Lady Oona Chaplin zusammen mit der Firma „Bubbles“ schenken dem Museum den Film „Der große Diktator“ (1940), dessen Vorführung am 31. März den großen Saal des Filmzentrums eröffnet.

Im fertiggestellten Gebäude auf der Presnya befinden sich die Fondsarchive, Ausstellungssäle und das Kinosaal-System, wo nach musealen Prinzipien Filme der heimischen und internationalen Kinematographie gezeigt werden. Naum Kleiman, Filmexperte und -historiker, war Direktor des Filmmuseum ab der Eröffnung bis zum 1. Juli 2014.

Im Jahre 1992 bekommt das Filmmuseum den Status einer selbständigen gemeinnützigen kulturell aufklärenden Organisation. Seine Gründer sind: Staatliches Komitee für Kinematographie der Russischen Föderation, Konföderation der Verbände der Filmschaffenden, Verband der Filmschaffenden Russland und das Kulturministerium Russland, später kommt „Sovexportfilm“ dazu. Im Jahr 2001 wurde entschieden, dem Filmmuseum den Status „Staatlich“ zu geben.

In den Jahren 2004 - 2005 entstand eine Situation, in der Naum Kleiman die Entscheidung traf, das Gebäude des „Filmzentrum auf der Straße Krasnaya Presnya“ zu verlassen. Ab 2005 befinden sich die Fondsarchive des Filmmuseums auf dem Territorium des Filmkonzerns „Mosfilm“, und die Filmvorführungen und andere Veranstaltungen finden an unterschiedlichen Spielorten in Moskau statt.

Seit Oktober 2014 ist das Zentrale Filmhaus einer der offiziellen Spielorte des Filmmuseums.