1973년 부지를 매입하고 건립을 추진했으나 예산조달의 문제로 1975년 중단되었다. 이후 1989년 문화공보부가 종합촬영소 건립계획을 승인하면서 1991년 시공에 착수했다. 1993년 11월 1차 개관을 하고, 1997년 11월 공사 7년 만에 완공했다.
40만 평의 부지에 1만 2천 평 규모의 건물과 3만 평의 야외 스튜디오가 있다. 6개의 스튜디오 그리고 녹음실, 각종 제작 장비 등을 갖춘 아시아 최대 규모의 영화제작 시설이다. 「서편제」(임권택, 1993), 「쉬리」(강제규, 1999), 「공동경비구역 JSA」(박찬욱, 2000), 「실미도」(강우석, 2003) 등 한국영화 대표작들이 이곳에서 제작되었다. 1997년에 영상지원관, 영상관, 스튜디오, 운당세트로 개관하였고, 2000년에는 관람체험시설인 영화문화관, 영상원리체험관 등을 조성해 일반인에게 개방하였다. 2002년에는 영상미니어처 체험 전시관과 영화 제작인력의 편의시설 춘사관을 개관했다. 2004년에는 폴리체험녹음실을 열었고, 2006년에는 영화인 명예의 전당을 개관해 운영 중이다.
국내 최대 영상물 제작이 가능한 공공 기반 시설로 한국영화 제작활성화에 기여하였다.
영화진흥위원회 본부가 있는 부산에 종합촬영소에 새로 짓기로 한 계획에 따라 2018년 5월 31일 일반 관련을 종료하고 촬영소를 이전할 때까지 영화 촬영만 지원한다.
남양주 종합촬영소는 2020년 1월 재운영이 확정됐다. 부산종합촬영소가 아직 완공되지 않은데다 촬영소가 부족하고 서울과 가깝기 때문이다. 남양주 종합촬영소를 관리하는 영진위 소속 장광수 소장은 "부산 촬영소 개관까지는 최소 3~4년 걸릴 것"이라고 예상했는데, 이에 따라 부산종합촬영소가 생기고 난 뒤로도 남양주 종합촬영소는 운영할 예정이다.