독일에서 활동하던 작곡가 윤이상의 북한 내 음악활동을 지원하고, 연구하기 위한 목적으로 설립되었다. 이곳은 윤이상의 북한 내 음악활동을 지원하기 위해 설립된 음악연주 전용극장으로 윤이상음악회를 비롯하여 윤이상 관련 행사가 진행되는 곳이다. 그의 음악활동을 지원하기 위한 시설로 연주홀과 전속관현악단의 연습과 연구시설이 들어서 있으며, 윤이상음악회와 음악연구토론회, 사진전시회 등을 개최하고 있다.
김정일의 지시로 1991년 3월에 착공되어 1992년 10월에 개관하였으며, 평양시 중구역 영광거리 연화2동에 위치해 있다. 연건평 17,000㎡의 300석 규모의 2개의 연주홀과 200여 개의 방이 있고, 200여 개의 방중에서 60여개가 윤이상음악연구소 전속 관현악단의 단원 연습실, 연구실, 휴게실이다. 국제회의실과 강의실, 음악감상실, 녹음실, 문헌자료실, 민족악기 전시장 등이 있다.