Театральный художественно-технический колледж был основан 20 октября 1931 года, распоряжением №72 Управления по делам искусств при Моссовете, как школа по типу ФЗУ технических профессий зрелищных предприятий. 

Школа готовила электроосветителей сцены, машинистов-декораторов, бутафоров, гримеров и костюмеров для театров Москвы. Первым директором школы был Яков Федорович Седов, который погиб в годы Отечественной войны.  В 1941 году школа была переименована в Театральное художественно-техническое училище, в 1996 году училищу был присвоен статус техникума «Театральный художественно-технический техникум».

С 17 марта 2014 года техникум был переименован в ГБПОУ г. Москвы "Театрально-художественный технический колледж".

Один из первых выпускников ТХТУ (1931г.) Дубов А.Л.в 70-е годы работал художником-гримером на киностудии «Мосфильм».

С первых лет существования учебного заведения в нем работали замечательные специалисты: Н.Н. Сорокин, Л.К. Ушаков, В.А. Крашенинников, Н.В. Вернер, З.М. Сирвинт, В.М. Лопухин, Е.С. Филиц.  Выпускница ТХТУ 1944 года, художник-гример Большого театра А. И. Балаева (орденоносец, проработала в ГАБТ 38 лет) вспоминает, что в самые трудные годы Отечественной войны училище готовило высоких профессионалов, преподаватели учили любить профессию, давали хорошие профессиональные знания.В послевоенные годы училищем руководил И.Э. Брагилевский, которого помнят и любят многие поколения выпускников той поры. Он сыграл огромную роль в расширении базы училища, в развитии его отделений. Установил теснейшие связи с театрами Москвы в воспитании ведущих кадров постановочной службы театров.

С 1973 года по 1985 годы учебным заведением руководила Н.А.Сухонина, Заслуженный учитель школы РФ, преподаватель русского языка и литературы. За время ее деятельности училище продолжало укрепляться, завоевывать позиции. С 1985 года по апрель 2008 года техникумом руководила Г.И.Ермакова, которая сохранила традиции уникального учебного заведения  в  деле подготовки и воспитания высококлассных специалистов. За большие достижения в работе она награждена нагрудным знаком: «За отличные успехи в среднем специальном образовании», является Заслуженным учителем РФ. С мая 2008 года на должность директора техникума назначен А.К. Иванов выпускник нашего учебного заведения. В 1999 году ему было присвоено почетное звание «Заслуженный учитель Российской Федерации», он также награжден знаком «Почетный работник СПО РФ» и медалью «В память 850-летия Москвы».

  С мая 2011 года по ноябрь 2016 года, колледж возглавляла Ольга Игоревна Волпянская.

Сегодня ГБПОУ г. Москвы "Театральный художественно-технический колледж" – это многоуровневое, многофункциональное, многопрофильное образовательное учреждение, реализующее основные профессиональные образовательные программы среднего профессионального образования подготовки специалистов среднего звена и квалифицированных рабочих, в том числе интегрированные. Кроме того, в колледже активно реализуются программы дополнительного образования для детей и взрослых, программы повышения квалификации для специалистов театрально-художественной сферы и области анимации, работает школа «Абитуриент», всевозможные кружки и секции.