Mit seiner Eröffnung 1963 war es die erste Einrichtung seiner Art in Deutschland. Anfangs gehörten zum Programm auch Ausstellungen, die aber im Laufe der Zeit durch das Sammlen und Archivieren von Gesamtwerken internationaler Fimemachern ersetzt wurde. Dazu kamen die Restaurierung und Rekonstruktion von Filmklassikern. Der erste Direktor Rudolph S. Joseph brachte internationale Regisseure wie Fellini nach München.
Auf ihn folgte 1973 der Filmkritiker und Historiker Enno Patalas. Unter ihm zog das Filmmuseum in seine jetzigen Räume. Seit 1999 leitet Stefan Drößler das Filmmuseum. Er kümmerte sich um die Technik, brachte während der Pandemie eine Online-Kino auf den Weg und veranstaltete erstmals ein Open-Air Kino im Innenhof des Stadtmuseums.
Das Filmmuseum will die Auseinandersetzung Filmen fördern, die über die reine Unterhaltung hinausgehen. Deshalb zeigt es Filme im originalen Bild- und Tonformat, darunter Stummfilme, innovatives Autorenkino oder Dokumentarfilme. Ästhetische, thematische und zeithistorische Zusammenhänge spielen eine wichtige Rolle bei der Auswahl der gezeigten Filme.
Jubiläumsprogramm findet vom 30. November bis 3.12.2023 statt mit einer bunten Auswahl an Filmschmankerln.