Tartu Rotaļlietu muzejs tika atvērts 1994. gada 29. maijā kā Tartu pilsētas domes kultūras nodaļas apakšiestāde. Muzejs atradās Doma kalna nogāzē, privātmājas pagrabtelpās un mazajā pagalma mājā Lai ielā 1.
2003. gada beigās Tartu Rotaļlietu muzejs pārcēlās uz speciāli muzejam piemērotu restaurētu veca koka ēku Lutsu ielā, kur 2004. gada 13. martā apmeklētājiem tika atklāta jauna pastāvīga ekspozīcija un spēļu un meistarošanas darbnīca.
2005. gada 2. decembrī muzeja pagalmā esošajā bijušajā kariešu sķūnī tika atklāta filmu un teātra leļļu mājas. 2000. gadā tika izlikta apskatei SIA „Nukufilm” dāvinātā reta Igaunijas leļļu filmu un rekvizītu kolekcija, kas agrāk bija eksponēta rotaļlietu muzeja filiālē „Filmu leļļu galerijā” (Ülikooli ielā 1). Līdz 2010. gadam mājas pagalmā tika rādītas Igaunijas leļļu teātra izrāžu un tradicionālās teātra lelles no visas pasaules.
2010. gada 30. maijā Tartu Rotaļlietu muzeja kompleksā tika atvērta Teātra Māja (Lutsu ielā 2), kur atrodas teātra zāle, bērnu studija un teātra leļļu muzejs. Teātra Māja ir unikāla iestāde, kura gūst iedvesmu pasākumu organizēšanā no rotaļlietu muzeja, bērnības, spēlēm un atmiņām.
Rotaļlietu muzeja mērķis ir savākt, saglabāt, pētīt un iepazīstināt cilvēkiem Igaunijas un citu valstu tautu rotaļlietu un bērnības kultūru. Muzejs bērniem un ģimenēm piedāvā daudzveidīgas brīvā laika pavadīšanas iespējas un atbalsta kultūras intereses, radošās domāšanas un pašizpausmes attīstību.