La construction de l'édifice a débuté le 5 août 1900, date de la pose de la première pierre, lors d'une cérémonie solennelle en présence de nombreux invités, dont Clarín.

Les travaux ont été prolongés pendant vingt ans, principalement en raison de problèmes financiers, qui les ont paralysés à plusieurs reprises. En 1920, il a été inauguré avec le nom de l'illustre écrivain Armando Palacio Valdés, fils adoptif de la ville, qui a assisté à l'événement, au cours duquel il a reçu les insignes de la Grande Croix d'Alphonse XII. La pièce inaugurale était l'opérette El AS de Rafael Calleja Gómez, interprétée par la compagnie du Teatro Reina Victoria de Madrid9.

Le théâtre est resté ouvert entre 1920 et 1972, jouant toutes sortes de pièces : drame, comédie, lyrique, varietés entre autres activités, vivant un âge d'or.

Mais après la guerre civile, il a entamé un déclin de l'activité théâtrale et son utilisation en tant que cinéma est devenue plus importante. Son déclin a commencé lentement, pour culminer en 1972 avec sa fermeture. À partir de cette année-là, il a souffert de négligences qui l'ont laissé dans un état déplorable. La Plataforma Pro-Recoveración del teatro Palacio Valdés (Plate-forme pour la récupération du théâtre Palacio Valdés) a été créée et a réussi à recueillir de nombreuses signatures pour demander la restauration du théâtre, dont celles de personnalités illustres du monde de la culture. L'objectif a été atteint et en 1987 ont commencé les travaux de restauration, qui ont duré cinq ans.

La ré-inauguration a eu lieu le 14 novembre 1992. Depuis cette ré-inauguration, le Palacio Valdés est entré à nouveau dans un âge d'or où ses différents cycles et saisons ont atteint un large public. Il fait partie de la Red Española de Teatros, escenarios, Auditorios, Circuitos y Festivales de Titularidad Pública (réseau espagnol de théâtres, scènes, auditoriums, circuits et festivals de propriété publique) et devient un lieu de première des pièces de théâtre en tournée nationale13, très respecté par les directeurs et les acteurs.

D'importantes personnalités nationales et internationales sont passées par le colisée, non seulement en tant qu'artistes ou orateurs, mais aussi en tant que membres du public. En 1996, le Prince Felipe de l'époque a visité le colisée lors de sa visite de la ville.

Dans le cadre du projet The Bridge, dans lequel plusieurs entités culturelles internationales telles que le BAM de New York et le Old Vic Theatre de Londres ont collaboré à la création et à la diffusion de projets, une collaboration a été mise en place avec le Centre Niemeyer qui aboutira à la représentation au Teatro Palacio Valdés de deux pièces de William Shakespeare : La Tempête par la compagnie de Sam Mendes et Richard III, interprété par l'acteur américain Kevin Spacey, qui a également visité la ville à plusieurs reprises.

Une autre collaboration entre la mairie d'Avilés et le Centre Niemeyer a permis de rencontrer l'écrivain Paulo Coelho pour célébrer le 20e anniversaire de l'un de ses romans les plus célèbres : L'Alchimiste, événements qui ont eu lieu dans le théâtre.

Fruit des collaborations entre les entités culturelles, EscenAviles est né comme un cycle de programmation de spectacles dans la ville d'Avilés.