Lorsqu'il créé ses « Soirées Fantastiques » en 1845, J.-E. Robert-Houdin réalise son rêve le plus cher. Il crée une scène spécialement adaptée à ses tours de magie. Véritable moment de poésie, sa mise en scène mélange science et illusion, musique et humour, automates et escamotage. En endossant un costume à queue de pie, il fait figure de gentleman de la magie blanche. Tout l'oppose à ces bateleurs de foire qui effrayent le public avec des artifices pompeux et des phénomènes dits surnaturels. Cette ambiance particulière plaît à un public varié et fait le succès du « théâtre Robert-Houdin » qui devient une sorte d'école de magie. Dès l’hiver 1849, il initie à la magie et à l’administration du théâtre Pierre Chocat dit Hamilton, qui lui succède en 1852. J.-E. Robert-Houdin popularise l'image du magicien gentleman grâce à ses tournées internationales et ses livres de magie. Être opérateur de « son théâtre » devient la meilleure garantie pour un illusionniste de se faire un nom. Cet héritage est entretenu par les différents directeurs successifs. Après Hamilton, c’est Clevermann qui en reprend la direction, assisté de Brunnet, célèbre pour son élégance et son adresse dans le tour de « la malle des Indes ». En 1879, Émile Robert-Houdin devient à son tour directeur. A sa mort, Léonie, sa veuve confie la direction à Dicksonn, puis à Voisin.

En 1888, Léonie vend le théâtre à son plus célèbre directeur Georges Méliès (1861-1938). Il est à la fois illusionniste, décorateur, constructeur, metteur en scène et présentateur. Avec les sociétaires déjà là, il s’entoure des meilleurs magiciens. Tout d'abord Carmelli, qu’il juge d’une habileté insurpassable, puis Jules Legris, qui fut aussi acteur dans ses films. Parmi les sociétaires on peut citer : Duperrey, Raynaly, Okita, Hawa-Djinah, Henrys, Buatier de Kolta, Florini, Marius, Arnould, Harmington, Trewey, Tolrom, de Gago, Zirka, Verbeck, Marga, D’Alvarez, Albany, Alberti, Foletto, Charley, Valentin, Dieudonné, Lespinasse, Cordelier, Chelu, et Maurier. C’est comme pionnier du cinéma que Méliès entre dans la légende. S'inspirant des « Fantasmagories », il fait des projections de lanternes magiques et pressent le potentiel du cinématographe. Il obtient de Louis Lumière un brevet pour animer des numéros et tourne environ un millier de films. Comme Jean-Eugène, c'est un inventeur et en filmant les illusions des spectacles de magie, il crée les premiers « effets spéciaux ». La vision romantique de la science de Robert-Houdin, a certainement influencé Georges Méliès lorsqu'il porte à l'écran le roman de Jules Verne « De la Terre à la Lune ». Lorsque la guerre éclate en 1914, elle provoque le déclin du théâtre. Créateur de génie, mais mauvais gestionnaire, Méliès est ruiné et doit fermer le théâtre qui est détruit en 1923 pour permettre le percement du boulevard Haussmann.