Siedziba teatru mieści się w zabytkowym obiekcie przedwojennego kinoteatru CAPITOL, wybudowanego w 1929 roku. Projekt zakładał kompleksową przebudowę wnętrza oraz modernizację i remont istniejącego budynku Odra-Film. Budynek został czterokrotnie powiększony, a jego modernistyczne wnętrze odrestaurowano z niezwykłą pieczołowitością. Teatr odzyskał przedwojenny blask i zyskał nowoczesny wygląd.
Po przebudowie scena Capitolu powiększona została o dawne podwórko, jest głębsza i wyższa, a możliwości techniczne teatru są nieporównywalnie większe. Dysponuje on teraz m.in. ruchomymi zapadniami, sceną obrotową oraz podnoszoną i opuszczaną fosą orkiestry.
Capitol zyskał również nową scenę kameralną w podziemiach teatru (Scena Ciśnień) oraz nowe sale prób, garderoby i magazyny. Do nowej siedziby przeniosły się też biura administracji. Realizacja inwestycji pozwoliła na rozszerzenie oferty artystycznej, w szczególności o współczesne pozycje musicalowe o renomie międzynarodowej oraz spektakle kameralne kierowane do wymagającego widza.
Projekt "Przebudowa Teatru Muzycznego CAPITOL we Wrocławiu" został realizowany w ramach Programu Operacyjnego Infrastruktura i Środowisko; Priorytetu: XI Kultura i Dziedzictwo Kulturowe 11.2. Rozwój oraz poprawa stanu infrastruktury kultury o znaczeniu ponadregionalnym. Na realizację projektu Gmina Wrocław pozyskała środki w wysokości blisko 83 mln zł przy całkowitej wartości projektu ponad 113 mln zł.