Nasce per iniziativa di Fondazione Cineteca Italiana e Regione Lombardia nel 2011, presso la Ex Manifattura Tabacchi di Milano. Accanto a pezzi storici della Cineteca, sono attivi percorsi interattivi e multimediali alla scoperta della storia del cinema e dei diversi aspetti della produzione cinematografica. La sala proiezioni da 84 posti ospita ricche rassegne ed eventi.

Nel 2022 Cineteca Milano ha lanciato il videogioco "Behind The Light - The Extraordinary Life of Luca Comerio", ideato e prodotto in collaborazione con Idra Interactive Studios e Fondazione Vigamus e incentrato sulla vita del fotografo, regista e cineasta Luca Comerio (1878-1940), con l'obiettivo di diffondere presso il pubblico più giovane la propria missione e le proprie collezioni.
Il videogioco ha ottenuto un importante riconoscimento internazionale: la Silver Medal, categoria Serious Games Designed for Non-Profit Training, nell'ambito della prestigiosa manifestazione americana Serious Play Conference.

Il Museo Interattivo del Cinema è stato riconosciuto da Regione Lombardia come Raccolta Museale nel 2007 e come Museo nel 2018.