โรงละครแห่งชาติ ได้เปิดอย่างเป็นทางการเมื่อวันที่ 23 ธันวาคม 2508 ปัจจุบันโรงละครแห่งชาติอยู่ภายใต้การกำกับดูแลของสำนักการสังคีต กรมศิลปากร กระทรวงวัฒนธรรม เป็นสถานที่สนับสนุนสำหรับจัดการแสดงและเผยแพร่ศิลปวัฒนธรรมของชาติให้แก่กรมศิลปากร หน่วยงานภาครัฐ เอกชน สถานศึกษา และบุคคลทั่วไปทั้งในระดับชาติและนานาชาติ มาอย่างต่อเนื่องมากกว่า 60 ปี และได้รับการปรับปรุงซ่อมแซมให้ทันสมัยมาแล้วหลายครั้ง จนมาในปีพุทธศักราช 2565 กรมศิลปากรจึงได้จัดสรรงบประมาณในการปรับปรุงซ่อมแซมครั้งใหญ่อีกครั้งหนึ่ง การพัฒนาปรับปรุงโรงละครแห่งชาติในครั้งนี้ ได้เสริมความแข็งแรงของเวทีการแสดง รวมทั้งติดตั้งลิฟต์เวทีสำหรับการแสดง ระบบงานวิศวกรรมไฟฟ้า และอิเล็กทรอนิกส์ มีการวางระบบพื้นฐาน การควบคุมแบบศูนย์กลางด้วยคอมพิวเตอร์ที่เป็นมาตรฐานสากล ติดตั้งระบบแจ้งเหตุเพลิงไหม้ มีห้องควบคุมระบบความปลอดภัย ระบบไฟฟ้าให้สอดคล้องกับมาตรฐานอาคารใหม่ที่เปลี่ยนไป, ระบบวิศวกรรมสุขาภิบาล มีการปรับปรุงทั้งระบบในภาพรวมให้มีระบบบําบัดตามมาตรฐานกฎหมายปัจจุบัน, ระบบแสงเสียง ภาพ ระบบเครื่องกลประกอบการแสดง มีการปรับปรุงในด้านระบบเสียง โดยใช้องค์ความรู้และเทคโนโลยีใหม่ที่สามารถรองรับการปรับเปลี่ยนค่าสวนศาสตร์ (Acoustic) สำหรับการแสดงแต่ละประเภทได้
สำหรับการปรับปรุงซ่อมแซมเพื่อให้โรงละครแห่งชาติมีคุณภาพทัดเทียมนานาอารยประเทศ โดยอุปกรณ์ทั้งหมดอยู่ในมาตรฐานของยุโรปที่นิยมใช้กันในโรงละครชั้นนำทั่วโลกมีจุดสำคัญ ดังนี้
๑) ปรับปรุงระบบเสียงเป็น AFC (Active Field Control) โดยโรงละครแห่งชาติเป็นที่แรกในประเทศไทย ที่ติดตั้งระบบนี้ ซึ่งระบบเสียงแบบ AFC (Active Field Control) ช่วยปรับปรุงคุณภาพเสียงในโรงละครแห่งชาติให้ผู้ชมได้ยินเสียงไพเราะชัดเจนเท่ากันในทุกที่นั่ง โดยมีผู้เชี่ยวชาญด้าน AFC (Active Field Control) จากประเทศญี่ปุ่นช่วยปรับแต่งระบบเสียง
๒) ปรับปรุงระบบเครื่องกลพิเศษ ได้แก่ บาร์แขวนฉาก บาร์ไฟและลิฟต์เวทีสำหรับการแสดงจากระบบเดิมที่ใช้การถ่วงน้ำหนักโดยใช้คนชักรอกขึ้นลงเป็นระบบไฟฟ้าที่ควบคุมด้วยระบบดิจิทัล (Digital)
๓) ปรับปรุงระบบแสง โดยเปลี่ยนไฟสำหรับเวทีการแสดงเป็นระบบดิจิทัล (Digital) และใช้หลอดไฟ LED (Light Emitting Diode) ทั้งหมด ซึ่งระบบนี้มีส่วนช่วยในการประหยัดไฟและมีอายุการใช้งานที่ยาวนาน นอกจากนี้โคมไฟ ๑ โคม ยังสามารถทำงานได้หลากหลายยิ่งขึ้น
๔) ปรับปรุงระบบการฉายภาพโปรเจคเตอร์ (Projector) จากเดิมที่มีเพียงแบบฉายภาพจากด้านหน้า ให้สามารถฉายภาพจากด้านหลังได้ด้วย ส่งผลให้ฉากในการแสดงดูมีมิติและเพิ่มอรรถรสในการชมได้ดีมากยิ่งขึ้น