A Sala Cinemateca/BNDES, com 210 lugares e 4 espaços para cadeirantes, foi inaugurada oficialmente em 12 de novembro de 2007, ocupando parte do Galpão III do antigo Matadouro.

O filme exibido foi Eles não usam black-tie, de Leon Hirszman, cuja restauração foi coordenada tecnicamente pela Cinemateca Brasileira.

Além de obedecer às leis de proteção do patrimônio histórico e arquitetônico, o projeto da nova sala se baseou na norma técnica NBR12237/NB1186: Projetos e instalações de salas de projeção cinematográfica, que determina parâmetros específicos para a qualidade da imagem, a qualidade do som e o conforto do espectador, tanto em relação à performance dos equipamentos como também da própria arquitetura da sala.

A primeira Sala Cinemateca foi inaugurada em 10 de março de 1989, no espaço onde funcionava o Cine Fiametta, na rua Fradique Coutinho, em Pinheiros. O filme em cartaz era A Paixão de Joana D’Arc, de Carl Dreyer. Durante oito anos, mais de 200 mil pessoas assistiram a retrospectivas variadas promovidas pela Sociedade Amigos da Cinemateca, muitas vezes formadas por obras inéditas.
A Sala Cinemateca/Petrobras foi inaugurada em 5 de novembro de 1997, construída em um dos Galpões do antigo Matadouro, sede oficial da instituição, com capacidade para 108 espectadores. Conta com equipamentos para projeção fílmica nas bitolas 16mm e 35mm, do formato silencioso (1:1,33) ao cinemascope (1:2,35) passando pelos formatos academia (1:1,37) e panorâmicos (1:1,66 e 1:1,85) e todas as velocidades de projeção, com reprodução de som Dolby Digital