Идея создания максимально точного нового современного макета Москвы возникла в 2011 году, а уже в 2012 по решению мэра Москвы Сергея Собянина работа над макетом началась. Павильон открыл свои двери 3 октября 2017 года. За время работы павильон стал точкой притяжения для жителей города и гостей столицы, его посетили уже более 1,9 миллиона человек.
К работе над макетом привлечено более 60 специалистов: художников, архитекторов, графиков, макетчиков. Вначале бригада архитекторов выполняет обмерные работы, уточняет пропорции и размеры зданий. Особое внимание уделяется созданию рельефа макета, который полностью повторяет рельеф реального города.
Готовые чертежи передаются макетчикам, которые обрабатывают их в специальных компьютерных программах. В результате файлы чертежа запускаются на гравировально-фрезерный станок, который вырезает элементы будущего макета: сначала корпус здания с оконными проемами, отдельно - детали фасада (карнизы, наличники, лепнину и т.д.).
На данный момент площадь макета увеличилась более чем в 6 раз c момента создания первой части и составляет 429 кв. м (первоначальная площадь макета — 70 кв. м). Модель города в рамках Бульварного и Садового кольца включает в себя более 23 тысяч зданий и сооружений, воспроизведённых с невероятной точностью: на зданиях можно разглядеть облицовку стен, наличники, карнизы, даже рисунок мозаики, если такой декор есть на оригинальном историческом здании. Макет Большого театра украшает миниатюрная квадрига, выполненная в полном соответствии с оригиналом. Зрители будут поражены реалистичностью, с которой передана рябь на Москве – реке благодаря специальной технике нанесения клеевого состава на оргстекло.
На макете установлена полноцветная система освещения, которая позволяет воссоздавать естественное (дневное и ночное) освещение города с возможностью имитации движения солнца, облаков и прочих природных явлений, а также создавать спецэффекты для более выигрышной демонстрации макета. Сеансы светотехнического шоу проходят каждый час в будни с 11.00 до 21.00 и каждые полчаса в выходные дни с 11.00 до 21.30.
В ноябре 2023 года павильон вновь открылся после модернизации выставочного пространства и обновления экспозиции. Во время технического обслуживания макет почистили от пыли, мусора и прочих загрязнений. Помимо чистки были проведены ремонтные и реставрационные работы отдельных объектов и сооружений макета, частично были заменены светодиодные элементы. В павильоне была модернизирована звуковая система: новые эффекты позволят придать дополнительную реалистичность озвучиванию шоу и видео-экскурсиям. Теперь звучание сформировывается над конкретным местом или объектом макета: например, звук раската грома во время экскурсии будет переходить из одного конца макета в другой.
В обновлённом павильоне работает VR-аттракцион «Полет над макетом Москвы», позволяющий совершить виртуальный полёт над центральной частью столицы и насладиться красотой великого города со всех ракурсов. А ещё посетителям представлено акустическое шоу «Говорит Москва», благодаря которому можно услышать такие узнаваемые и символичные «голоса» города: звон колоколов храма Христа Спасителя, стук шагов почетного караула у Могилы Неизвестного Солдата, гром салюта в День Победы на Васильевском спуске.
