Il teatro venne inaugurato il 7 aprile 1828, alla presenza dei sovrani del Regno di Sardegna, Carlo Felice e la regina Maria Cristina, con la rappresentazione dell'opera di Vincenzo Bellini Bianca e Fernando su libretto del genovese Felice Romani con Adelaide Tosi, Giovanni David ed Antonio Tamburini. Nella circostanza, quest'opera venne rielaborata appositamente dall'autore.

Gravemente danneggiato durante i bombardamenti della seconda Guerra Mondiale, il Carlo Felice è stato ricostruito e nuovamente inaugurato nel 1991. Del vecchio Teatro Carlo Felice rimangono le colonne, il pronao, l'iscrizione latina e il terrazzo che si affaccia su via XXV Aprile, mentre la ricostruzione è stata fatta su progetto architettonico di Ignazio Gardella, Aldo Rossi, Fabio Reinhart e Angelo Sibilla. Il teatro Carlo Felice ha un cuore tecnologico, ideato dallo scenografo Enzo Frigerio, che lo rende tra i più avanzati in Europa. La sala principale del Carlo Felice ha una capienza di duemila mila posti, una torre scenica di 63 metri e quattro palcoscenici mobili, uno dei quali largo circa 600 metri quadrati. Il Teatro Carlo Felice ha una propria orchestra e un coro di alto livello artistico e ha ospitato i più importanti direttori d’orchestra del mondo.