Dos años después de su inauguración se creó la Dirección General de Radio, Televisión y Cinematografía (RTC) y la Cineteca pasó a formar parte de ella. Para 1977 ya era miembro activo de la Federación Internacional de Archivos Fílmicos (FIAF). Poco antes de cumplir su primera década de vida, sus instalaciones fueron presas del fuego un terrible 24 de marzo de 1982 debiendo cerrar sus puertas por los daños causados. Luego de dos años más, la antigua Plaza de los Compositores del barrio de Xoco se convirtió en la nueva sede de la Cineteca Nacional, en donde continúa funcionando desde el 27 de enero de 1984 hasta hoy en día. Ante la creciente producción y sus requerimientos de conservación, en 1994 se concluyó la construcción de bóvedas para la mejor custodia de las películas. Los cambios no cesaban y se desligó de RTC para incorporarse al Consejo Nacional para la Cultura y las Artes. En esta gran etapa la Cineteca se convirtió en el lugar alternativo para ver cintas de interés internacional que no tenían cabida en la cartelera comercial. Eventos fílmicos importantes se consolidaron, como el Foro Internacional de la Cineteca Nacional y la Muestra Internacional del Cine, que fueron cultivando un público cautivo preocupado por adquirir una amplia cultura cinematográfica.

Con la llegada del siglo XXI y los cambios tecnológicos y sus nuevas plataformas, la Cineteca Nacional se propuso modernizarse y en 2011 se ampliaron las instalaciones con cuatro salas más y un foro al aire libre, así como la remodelación de todo el mobiliario. El acervo también se vio favorecido con una bóveda de 700 metros cuadrados y la importante fundación del Laboratorio de Restauración Digital. En este sentido, cabe señalar que no sólo continúa salvaguardando el material cinematográfico sino que custodia además una importante colección de documentos y objetos relativos al cine, como carteles, guiones, videos y un largo etcétera. Por si fuera poco, desde 2014 cuenta con un Departamento de Extensión Académica que organiza cursos, diplomados, seminarios, cátedras y talleres. Finalmente, en 2017 se suma a la Secretaría de Cultura en donde continúa con su ardua labor de rescatar, preservar, conservar, incrementar y catalogar los acervos fílmicos, y no fílmicos, que forman parte indiscutible de nuestra memoria visual.