A telek a romokkal együtt a jezsuiták, majd a karmeliták birtokába került, akik 1763-ra itt új templomot emeltek. A rendet II. József 1784-ben feloszlatta, a templom berendezését elárverezték (a főoltár a sárospataki vártemplomba került, ahol ma is látható), a harangokból ágyút öntöttek.
Az épületet Kempelen Farkas udvari tanácsos, a sakkautomata feltalálójának tervei alapján színházzá építették át. Külsejét copf stílusban alakították ki, a főbejárat fölé erkély, az oromzatra a város címere került. A 47 méter hosszú és 17 méter széles belső térben a 19 méter mély színpad a főoltár helyére került, a cellákból öltözők lettek, a szentély alatti kripta egy részét meghagyták süllyesztőnek. A színházterem három emeletéből az alsó kettőn 33 kétszemélyes páholyt rendeztek be, a nézőtér 1200 fő befogadására lett alkalmas. A pazarul berendezett Várszínház kitűnő akusztikával rendelkezett, s a hideg beállta után fűteni is tudtak benne.
Az átalakítással alig egy év alatt elkészültek és 1787. október 17-én már meg is tartották az első előadást, A Karmelhegyi barát címmel. Az egyébként német társulatokat befogadó épületben tartották 1790. október 25-én az első egész estés magyar színielőadást: Simai Kristóf kegyesrendi szerzetes Igazházi című darabját Kelemen László Magyar Játszó Társasága adta elő.
1800. május 7-én Beethoven adott koncertet a Várszínház falai között. Az épületben 1833-37 között a kassai magyar vándortársulat tagjai (a Nemzeti Színház későbbi alapító tagjai) játszottak, fellépett színpadán többek között Kántorné, Déryné, Egressy Gábor, Laborfalvy Róza, Lendvay Márton, Megyeri Károly, 1835-ben - Budán először - itt adták elő a Bánk bánt.
Az aktuális építészeti divatnak megfelelően az épületet többször felújították, átalakították, először 1815-ben, majd 1854-ben. 1870-ben Buda városa határozattal tiltotta be az itteni német nyelvű előadásokat, ettől kezdve már csak magyar társulatok léptek fel színpadán.
1884-ben a főváros által finanszírozott munkálatok során a színház belső terét fehérre festették, a mennyezeti freskók helyére aranyozott díszítések kerültek, a szomszédos Sándor-palotából fedett folyosó vezetett a főúri páholyba. A karzat 1924-ben leszakadt s az épületet bezárták. Hosszú ideig katonai raktárnak használták, a II. világháború alatt súlyosan megsérült. Bár többször is újjáépítették, színházként csak 1978-ban nyílt meg ismét. A Várszínház az egyetlen olyan XVIII. századi magyarországi színházépület, amely még ma is játszóhely, 2001-es felújítása óta a Nemzeti Táncszínháznak ad otthont.
