Il Teatro Valle venne costruito per un utilizzo privato per volere del nobile Camillo Capranica, già proprietario del Teatro Capranica che aveva ereditato, all'interno dei cortili di Palazzo Capranica. Il progetto fu affidato all'architetto Tommaso Morelli, e l'inaugurazione si ebbe il 7 gennaio 1727 con la rappresentazione della tragedia Matilde di Simone Falconio Pratoli. Il teatro, la cui struttura era interamente lignea, si presentava come un classico teatro all'italiana, provvisto di cinque ordini di palchi ed un loggione, senza però un foyer effettivo. La programmazione prevedeva l'esecuzione di opere liriche, opere in musica e drammi in prosa. Il nome deriva dal primo direttore del teatro, Domenico Valle: alcuni sostengono che questa sia in realtà solo una coincidenza, attribuendo l'origine del nome Valle al luogo dove esso sorgeva, detto appunto alla valle.
Nel tempo si resero necessari nuovi lavori di ammodernamento per la manutenzione della struttura: così, nel 1764 e nel 1765 si operarono delle migliorie da parte degli architetti Giovanni Francesco Fiori e Mauro Fontana. Il continuo bisogno di manutenzione obbligò la famiglia Capranica ad affidare, nel 1791, nuovi lavori di ristrutturazione ai fratelli Francesco e Giandomenico Navona che, tuttavia, mantennero come i loro colleghi la struttura lignea del teatro, operando solo con rinforzi interni sullo stabile. La soluzione non convinse gli architetti del governo di allora, che ordinò la totale ricostruzione del teatro in muratura, per renderlo idoneo alle norme di sicurezza sugli stabili teatrali.
Nel 1818 i Capranica affidarono la progettazione del nuovo stabile in muratura a Giuseppe Valadier, che optò per una soluzione di largo respiro, che prevedeva l'abbattimento di alcuni palazzi adiacenti il teatro (compreso una parte dell'abitazione nobiliare della famiglia Capranica): rifiutato dalla commissione il progetto, il rifacimento avvenne in forma più modesta, con rinuncia dell'aspetto esterno neoclassicheggiante progettato dal Valadier. Per l'erezione della struttura muraria la sala perse un ordine di palchi, che si ridussero a quattro, mentre le dimensioni rimasero pressochè inalterate: gli ordini vennero comunque modulati in linee curve che fornirono eleganza e movimento. Il crollo di una parete del palazzo, che confinava col teatro, implicò il passaggio dei lavori dal Valadier all'architetto Gaspare Salvi, che terminò l'opera nel 1822.

Lo stesso anno, il 26 dicembre, si ebbe l'inaugurazione con l'opera Il corsaro di Filippo Celli su libretto di Jacopo Ferretti. Il teatro divenne pubblico, ottenendo dalla chiesa il privilegio di poter inscenare spettacoli anche fuori dai periodi canonici consentiti, ossia quelli del carnevale.