Первый ТЮЗ в Пензе открылся 23 марта 1935 в помещении клуба имени 1-го мая спектаклем «Клад» Е. Л. Шварца. Репертуар составили популярные в те годы «Хижина дяди Тома» Г. Бичер-Стоу, «Чапаев» Д. А. Фурманова, «Сказка о царе Салтане» А. С. Пушкина, «Брат» Н. Ф. Погодина. В том же году театр, художественным руководителем которого был В. И. Отрадин, закрылся из-за финансовых трудностей.

По инициативе Г. В. Мясникова Пензенский ТЮЗ был возрождён в 1989 г. Театру передали бывшее здание Пензенского дворянского собрания, которое с 1936 по 1987 г. занимал городской Дом пионеров и школьников (г. Пенза, ул. Кирова, д. 13). Это здание, одно из старейших в городе (построено в конце XVIII в.), требовало капитального ремонта и серьёзной реконструкции для приспособления его под театр. Проект реконструкции разрабатывался пензенским проектно-обследовательским кооперативом «Вертикаль», ООО «Новотех» (г. Пенза) и рядом других проектных организаций. Технологическую часть (механическое и осветительное оборудование сцены, технологическую звукофикацию) проектировал институт «Гипротеатр» (г. Москва). Из-за ограниченного финансирования ремонтно-строительных работ они затянулись на много лет. Недостроенное здание стало производственной базой театра, а для репетиционной работы и проката спектаклей ТЮЗ был вынужден длительно арендовать сценическую площадку городского Дворца пионеров и школьников (г. Пенза, ул. Бекешская, д. 14), а также по разовым договорам играть спектакли в городских домах и дворцах культуры. Театр открыл свой первый сезон 14 марта 1992 г. премьерой спектакля «Смерть Ван Халена» (пьеса А. Н. Шипенко, постановка Г. С. Мая).

Первым директором возрождённого ТЮЗа стал Вячеслав Львович Школьник, ранее возглавлявший Пензенский кукольный театр. В 1992-94 гг. главным режиссером театра был Геннадий Саулович Май. В числе его постановок: «Иван-царевич» Ю. Ч. Кима, «Мэри Поппинс» П. Трэверс, «Билокси-блюз» Н. Саймона, «Влюбленный дьявол» Н. Н. Садур. Позднее с театром сотрудничали режиссеры В. Л. Чертков, О. А. Белинский, В. П. Пинчук, С. А. Герасимов, В. П. Баронов, Ю. В. Александров, А. А. Тер-Казаров. Пензенский ТЮЗ отмечен премиями II Российского театрального фестиваля «Театр и детство» в Стерлитамаке (2001), III Межрегионального фестиваля «Театр детям и юношеству» в Тамбове (2006), Регионального фестиваля «Театральные встречи на Суре».

С 2006 г. Пензенский ТЮЗ размещается в здании киноконцертного зала «Октябрь» (г. Пенза, ул. Кирова, д. 39). С 1995 по 2009 г. директором театра был Александр Евгеньевич Коновалов, после его скоропостижной кончины этот пост занял Олег Григорьевич Глущенко. С 2008 г. главный режиссер — Андрей Владимирович Поляков.