Строительство Политехнического музея продолжалось с 1871 по 1903 год. Разные части музея строились по проектам Ипполита Монигетти, Николая Шохина, Георгия Макаева и других архитекторов.
Большая аудитория Политехнического музея открылась в 1907 году и сразу стала важным центром культурной жизни. В течении десятилетий с трибуны Большой аудитории выступали множество деятелей культуры, такие как Маяковский, Бунин, Есенин, Ахматова, Цветаева, Блок, Пастернак, Чуковский, Булат Окуджава, Владимир Высоцкий, Андрей Вознесенский, Евгений Евтушенко и многие другие.
На этапе становления советской власти здание не раз становилось местом проведения показательных политических процессов над инакомыслящими.