Le Conseil Général du Val-de-Marne s'est engagé dans la réalisation d'un musée d'art contemporain pour permettre la mise en valeur d'une collection d'œuvres d'art issues du fonds départemental d'art contemporain (FDAC) créé en 1982.
En 1990, l'assemblée du Conseil Général du Val-de-Marne décide d'implanter le futur musée au carrefour de la Libération, au centre de Vitry-sur-Seine.
En 1992, le maître d'œuvre est sélectionné : l'atelier d'architecture Jacques Ripault et Denise Duhart, qui présente un projet aux lignes pures et horizontales. Un bâtiment blanc et transparent, ouvert sur l'espace urbain et sur de vastes espaces verts. En 1996, la Chaufferie avec cheminée de Jean Dubuffet est édifiée sur la place, devant le futur musée d'art contemporain. Le coût global de l'opération de la construction du musée est de 30,5 millions d'euros.
Ce projet a été inscrit au contrat de plan Etat-Région 2000-2006 et a reçu le soutien du Ministère de la Culture et de la Communication, de la Direction Régionale des Affaires Culturelles d'Ile-de-France et du Conseil Régional d'Ile-de-France qui ont contribué chacun à hauteur de 7,5 millions d'euros. Les travaux de construction, commencés en février 2003, ont été achevés en mai 2005, et le MAC/VAL a ouvert ses portes au public le 17 novembre 2005.
Situé sur un terrain de 20 000 m2 au centre-ville de Vitry-sur-Seine, le bâtiment de 13 000 m2 est entouré d'un jardin de plus de 10.000 m2. Agrémenté de sculptures de la collection du musée, ce jardin a été créé dans un esprit minimaliste par le paysagiste Gilles Vexlard, professeur à l'École Nationale Supérieure du Paysage de Versailles.