La prima sala per spettacoli di Cagli fu ricavata all'interno del Palazzo Comunale nel 1585.
Due secoli dopo, per l'esattezza nel 1754, fu inaugurato il Teatro delle Muse, eretto su disegno dell'architetto bolognese Raimondo Compagnini.

L'attuale teatro, preceduto da piazzale, sorge su area totalmente autonoma ed è stato eretto fra il 1870 e il 1878 su disegno dell'architetto perugino Giovanni Santini. È un edificio che segna il trionfo dello stile eclettico e il superamento di ogni nostalgia neoclassica. Interessante e tipologicamente nuova è soprattutto la facciata con tre grandi portali arcuati a bugnato, alternati ad analoghe finestre al piano terreno, balcone centrale e cinque finestre rettangolari con cornice a timpano spezzato al piano nobile. Palesemente di gusto eclettico è l'elegante atrio, scompartito in nove campate da altrettante volte a crociera sostenute al centro da quattro colonne doriche. 

La sala dispone di 50 palchi disposti su tre ordini e sovrastante loggione a balconata aperta.
Il proscenio, privo di palchi, è ad architrave piano cassettonato e arcuato sui due lati.
La decorazione, riccamente distribuita lungo i parapetti a fascia e sui pilastrini divisori, è tutto un susseguirsi di stucchi dorati, mensole, volute, sfingi, cornici, fregi e intagli, disegnati e modellati dal perugino Alessandro Venanzi, autore anche delle pitture a soggetto allegorico distribuite entro gli scomparti della volta.
Il boccascena ha sui due lati i busti dell'Alfieri e di Goldoni e le statue entro nicchie della Tragedia (terrore dei tiranni) e della Commedia (correttrice dei costumi). Del Venanzi è anche il sipario ove figura effigiato l'Imperatore Federico Barbarossa mentre consegna a Ludovico Baglioni Duca di Svevia il bastone di comando della nomina a Vicario imperiale della città di Perugia.
Il palcoscenico presenta ancora oggi i vecchi dispositivi di manovra, un sipario-comodino con apertura per l'uscita degli artisti e ben nove scene complete di fondali e quinte costituenti il corredo originale dipinti da Gerolamo Magnani.