El origen de esta Real Fábrica se halla en la política promovida por el primer monarca Borbón, Felipe V, para fomentar en España una industria vidriera de calidad que pudiera ofrecer productos a la altura de los producidos en Venecia o Bohemia que satisfacían el mercado de lujo. Para ello, en un primer momento se trató de lograr el establecimiento de industrias de este tipo mediante la concesión de exenciones y privilegios de naturaleza tributaria. Sin embargo, al fracasar estas medidas se decidió el establecimiento de industrias directamente respaldadas por el Estado que se conocerán con el nombre de Reales Fábricas. Entre ellas, destacó la Real Fábrica de Cristales de San Ildefonso que inició su andadura en 1727 y vivió una primera fase de actividad y desarrollo que se extendió hasta 1809, cuando en el contexto de la Guerra de Independencia cesa en su actividad. Hasta el fallecimiento de Felipe V, la Real Fábrica operó bajo el amparo económico del Real Sitio de la Granja y, a partir de ese momento, fue la Tesorería Mayor de la Real Hacienda la que daría el soporte necesario.

Desde 1809 el devenir de la Fábrica fue desigual. Reinició sus actividades en 1815, gracias al impulso de Fernando VII, sin embargo a la muerte del soberano, se produjo su cierre. En las décadas posteriores fue arrendada a diversos particulares para que continuaran con la actividad fabril. Cerrado y abandonado el edificio en 1972, en 1982 se constituyó la Fundación Centro Nacional del Vidrio para recuperar el edificio y albergar un Museo Tecnológico, una Escuela del Vidrio y un Centro de Investigación y Documentación Histórica.