El Museo del Cine de la Ciudad de Buenos Aires fue creado el 1º de octubre de 1971 a partir de la colección cinematográfica donada por la viuda del investigador y coleccionista Pablo C. Ducrós Hicken. En su acta fundacional, define los objetivos centrales que se mantienen hasta hoy: exhibir y conservar los objetos que forman parte de su patrimonio y acrecentar la colección dedicada al cine argentino. De tal manera, los elementos que preserva el Museo del Cine no son sólo películas, sino también cámaras, proyectores, moviolas y demás elementos de la técnica cinematográfica, que se fueron sumando -desde sus inicios- a piezas de vestuario y escenografía, maquetas, utilería, guiones, planes de rodaje, informes de producción, gacetillas, fotografías, publicidades y críticas.

Desde su fundación hasta 1976, el primer director del Museo fue el crítico e investigador Jorge Miguel Couselo, que fue sucedido por el crítico Rolando Fustiñana (Roland), fundador de la Cinemateca Argentina. Más adelante, otros directores fueron el crítico y cineasta Guillermo Fernández Jurado, el crítico e investigador José María Poirier Lalanne y el documentalista David Blaustein. Desde 2008, su directora es la investigadora y especialista en preservación audiovisual Paula Félix-Didier.

El museo funcionó previamente en seis sedes: el Teatro Municipal General San Martín, el ex Instituto Di Tella, el Centro Cultural Recoleta, el edificio de Sarmiento al 2500, Defensa 1220, el antiguo edificio de la empresa textil Piccaluga, en Feijóo 525, hasta que el 1° de agosto de 2011 llegó a su ubicación actual, el histórico edificio del barrio de La Boca en Caffarena 51 -parte de la antigua usina de la Compañía Ítalo Argentina de Electricidad construida en 1916-.

A esta sede se le sumó a pocas cuadras, en 2013, otra sede técnico administrativa -en Ministro Brin 615-, que contiene los depósitos de material fílmico y archivo en general así como las áreas técnicas de cineteca, conservación y catalogación de guiones y fotografías.