中央戏剧学院实验剧团的前身可追溯至1938年。

1938年，为了集结人才，适应延安文娱活动及开展新的演剧工作，鲁迅艺术学院于8月1日创立专业性的戏剧团体“鲁艺实验剧团”。8月27日，鲁艺第二届开学的同时，剧团正式举行成立典礼。在这一年里，实验剧团排演了多幕话剧《团圆》（沙可夫作），并开始新歌剧《军民进行曲》（天蓝等编剧、冼星海作曲、张庚导演）的排练工作。

1939年，为了培养前方急需的具备多方才能的文艺干部，加强前方和敌后的文艺工作，鲁艺于3月间派出实验剧团去前方开展工作。在去前方的九个月间，实验剧团先后共计演出达百余次，创作话剧及新编曲剧20余个，以及许多歌曲、小调、杂技等。

实验剧团自前方返回延安后，经过一段时间总结调整，于1940年2月间改组，内设研究、演出、剧运三科。同年排演剧目有：《婚事》、《钟表匠与女医生》、庆祝鲁艺两周年的多幕话剧《佃户》，以及复排剧目《日出》等9个戏共演出16场。

1941年，鲁艺实验剧团的革命史剧《带枪的人》参加陕甘宁边区剧协举行的汇演。

1943年秋季，西北中央局号召延安各文艺团体分头下乡，鲁艺组成一个以实验剧团和音乐工作团为基础，又增加文学、美术等专业人员40余人参加的“鲁艺工作团”。鲁艺工作团在年前出发至第二年4月回延，集体创作了新歌剧《周子山》带回延安演出，深受广大群众赞赏。从此以后，鲁艺实验剧团虽然未曾宣告解散或改组，却不再演出中单独出现这些名称了，实际上实验剧团已与鲁艺戏剧部合并编组，共同进行整风。实验剧团对延安本地的演剧活动发挥了极为重要的影响。

1945年日本投降后，在党组织的安排下，苏民、蓝天野、王凤耀、于是之、金雅琴、董行佶等人加入新成立的“祖国剧团”。解放战争时期，随着北平剧联（中国左翼戏剧家联盟北平分盟）革命活动一步步被“扼杀”，经过组织商议，北平剧联决定以“祖国剧团”的“合法”身份（即有营业执照）继续活动，并排练了李健吾的《青春》。之后原剧联很多成员又分散加入进来。

1947 年 6 月，另一支由共产党领导却穿着国民党军装的文艺队伍——国民政府军事委员会政治部抗敌演剧二队到达北平，队员包括青年演员刁光覃、夏淳、朱琳等人。演剧二队到来后，和祖国剧团一起在北平从事进步演剧活动。

当时离全国解放为期不远，根据周恩来总理的指示，地下党决定两队一部分干部先撤回解放区，进行干部培训，以准备全国解放。先期撤回的成员分为两个部分继续参与革命文艺活动：一部分是在北平解放后进城组建革大文工团，另一部分则是由蓝天野、苏民、童超、于民、童第和演剧二队的田冲、狄辛等同志一起组建华北大学文工二团。

1949年12月，原华北大学第三部副主任光未然同志主持筹建中央戏剧学院并任教育长，1950年4月中央戏剧学院正式开办。在这期间，光未然将原华北大学文工一团改建成中央戏剧学院歌剧团，文工二团改建成中央戏剧学院话剧团；并以戴爱莲为团长新组建中央戏剧学院舞蹈团，以文工一团乐队为基础班底组建中央戏剧学院管弦乐队，中央戏剧学院剧团自此诞生。各剧团自诞生之日起，就身负红色基因和使命，如话剧团在1950年——1952年就先后排演了剧目《开快车》、《甲午之战》、《红旗歌》、《民主青年进行曲》等。排演小戏《走向一条路》、《做私活》等。

1952年6月，中央戏剧学院话剧团与北京人民艺术剧院话剧团合并为北京人民艺术剧院，隶属北京市人民政府领导，曹禺任院长，焦菊隐任总导演，自此，中央戏剧学院话剧团从学校分离出去。

1956年中央戏剧学院以毕业生为主体成立了中央戏剧学院实验话剧院，并一直活跃在社会演出中。相继演出了《一仆二主》、《小市民》、《同甘共苦》、《桃花扇》、《革命的风浪》、《百丑图》、《刘介梅》、《独幕剧晚会》、《棠棣之花》、《不断革命》、《桑洋河畔喜事多》、《友与敌》、《大雷雨》、《英雄列车》、《为了六十一个阶级弟兄》、《伪君子》、《瘟神》、《龙口夺宝》、《黑奴恨》等剧目。1962年附属实验话剧院独立建制，改为隶属于文化部的中央实验话剧院。

2017年，为了加强学院的“双一流”建设，按照学院一流学科建设方案要求，学院开始重新筹建实验剧团，并于2019年4月正式恢复运营。恢复成立的中央戏剧学院实验剧团，继承学院的优良传统，并按照新时代的国家戏剧发展要求，秉承“艺术性”、“经典性”、“实验性”、“国际化”的原则，坚持遵循戏剧艺术创作规律，坚持戏剧艺术的研究和实践相统一，旨在把实验剧团建成国家乃至世界一流的“戏剧艺术重点实验室”，服务于国家戏剧文化事业，服务于社会和人民。

2019年剧团恢复成立后，先后创作、演出运营了多部精品剧目。话剧《驯悍记2019》参加第七届乌镇戏剧节；2020年，剧团把百老汇经典音乐剧《幸运的家伙》改编成中文版对外公演，这是这部剧目首次登上中国舞台。2021年，剧团把音乐剧《家》带到第四届北京天桥音乐剧演出季，这部剧目是历经十年打磨后的首次对外公演。2021年，剧团自主创作和运营演出的话剧《虚假丫鬟》在乌镇西栅枕水雕花厅顺利首次对外公演；同年参与联合出品、制作舞台剧《两京十五日》于北京天桥艺术中心圆满落幕，该剧也是北京文化艺术基金（2021）年度资助项目。2022年8月，音乐诗画戏剧《背篼里的春天》在贵州省长顺县天灯坡广场上演，并荣获首都高校师生服务“乡村振兴”行动计划一等奖；11月，剧团负责承制《听故事·见江西》大型原创主题故事剧在景德镇陶溪川大剧院正式演出，首演当天线上收看人数达到1100多万人次；与中央党校大有影视中心联合出品、制作的话剧《万水朝东》在北京天桥艺术中心精彩演出，再现中华民族团结奋斗的辉煌历程，为党的二十大胜利召开献礼。2023年，由中央戏剧学院优秀教师、校友及学生共同创作的大型原创话剧《风云儿女》即将上演，该部作品也是国家艺术基金2020年度资助项目；话剧《画里的好日子》入选国家艺术基金2023年度小型剧（节）目和作品创作资助项目。

中央戏剧学院实验剧团将紧紧依靠学院内外的艺术家团队和青年艺术人才队伍，立足国际视野，博采众长，包容开放。实验剧团既倡导各种戏剧风格和形式的实验，也探索原创剧目和经典剧目的创制传播；既鼓励戏剧艺术实践人才的大胆创作，也支持戏剧理论人才的实地研究。通过建立有效的体制机制，把戏剧艺术的产、学、研融为一体，把国家文化复兴、社会艺术进步和学院战略发展联于一脉，引领和示范中国戏剧艺术，为增强国人戏剧文化自信、中国立于世界戏剧艺术之林贡献力量。