En 1905 el Marqués de la Vega-Inclán compró unas casas arruinadas cercanas a la Sinagoga del Tránsito, con la intención de recuperar un ámbito característico del Toledo del siglo XVI y convertirlo en una recreación de lo que pudo haber sido la casa del Greco. Lo que en realidad adquirió Vega-Inclán fueron las llamadas casas de la duquesa de Arjona, muy cercanas al antiguo solar propiedad del marqués de Villena donde había vivido en realidad el Greco.
Tras la restauración de Eladio Laredo y Carranza, el edificio queda dividido en dos partes: una recreación de la casa del Greco, en torno al patio toledano, y la parte del Museo, de nueva construcción. Posteriormente, en 1925, se construye la capilla en la zona del Museo para colocar el artesonado y contextualizar el retablo de San Bernardino. Así se creó la llamada “casa-museo del Greco”, una institución que buscaba por un lado crear un museo de ambiente, mostrando la “casa del Greco” y por otro un Museo de arte español con cuadros desde la época del Greco hasta Vicente López, que mostrase al Greco como uno de los grandes artistas dentro de la historia del arte española. Mientras vivió el Marqués el Museo fue de titularidad estatal, pero la casa continuó siendo propiedad suya hasta su muerte en 1942, cuando lega al estado este edificio así como todos los objetos contenidos en él. Para la gestión del legado del Marqués se crean las Fundaciones Vega-Inclán, que gestionarán Casa y Museo del Greco, Casa Cervantes de Valladolid y Museo del Romanticismo, todos creados por el Marqués de la Vega-Inclán.
Las Fundaciones buscan renovar las museografías heredadas de la época del Marqués, por lo que se realizan varios cambios de adscripción de obras entre las instituciones que gestionan, adquieren nuevas piezas, y cambian parte de las museografías, haciéndolas más atrayentes al creciente turismo de los años 50 y 60 del siglo XX. En el caso de la casa-museo, aumentan las recreaciones de habitaciones con funciones concretas, apareciendo el taller, el estrado, el estradillo y el comedor en estos momentos; mientras que en la parte del Museo parecen reordenarse en parte las colecciones, exponiéndose los cuadros por escuelas.
Don Benigno de la Vega-Inclán y Flaquer, II marqués de la Vega-Inclán (1858-1942) fue, además de militar, pintor, viajero y uno de los mecenas españoles más importantes de la primera mitad del siglo XX, promotor indiscutible de diferentes proyectos culturales de finalidad eminentemente pública. Desde el punto de vista museístico, su personalidad supuso un importante paso hacia el desarrollo del museo especializado. A él se deben la creación del Museo del Greco en Toledo (1910), de la Casa de Cervantes en Valladolid (1915) y la del Museo del Romanticismo en Madrid (1924), sin olvidar el papel que jugó en la creación del Museo Sorolla. Desde el punto de vista cultural, será Comisario Regio de Turismo entre 1911 y 1928, impulsará el concepto, absolutamente moderno, de la red de paradores nacionales, así como la construcción de hoteles como el de Alfonso XIII en Sevilla. Formó parte también de la vida cultural de su época a través de su participación en empresas de recuperación y promoción del patrimonio, tales como la restauración de la Sinagoga de Tránsito en Toledo y la del Patio del Yeso en el Alcázar de Sevilla, participando además como vocal en el Patronato de la Alhambra.
Además de un destacado mecenas y marchante de arte de la España alfonsina, el Marqués fue uno de los grandes protagonistas de la recuperación y difusión de la pintura del Greco. Junto a pintores como Rusiñol, Martín Rico o Zuloaga e historiadores como Cossío, de cuya mano entrará en contacto con el ambiente intelectual y reivindicativo de la figura del pintor, apostará con fuerza tanto por su recuperación, como por la identificación de la figura del artista dentro de la historia del arte española.
A comienzos de siglo, don Benigno de la Vega-Inclán, adquirió un conjunto de casas en la judería medieval toledana, dejará en manos del arquitecto Eladio Laredo su restauración y convertirá el conjunto en una particular reconstrucción de la Casa del Greco. Desde el principio, dará escasa importancia a las justificadas dudas de que el pintor hubiera vivido realmente en dicha casa, apostando por la recreación histórica de la vivienda y configurándose como pionero de lo que conocemos como museo de ambiente. Finalizadas las obras de restauración del conjunto, se formalizó la donación al Estado en 1910, con excepción de la casa-vivienda de Vega-Inclán, conservada como propiedad privada hasta 1942. Al morir el Marqués, pasó también al Estado mediante cláusula testamentaria.
El 27 de abril de 1910 se constituyó un Patronato (hoy en día desaparecido) formado por personalidades de la cultura, el arte y la política de la época, inaugurándose el museo al público el 12 de junio de 1910. La iniciativa del Marqués posibilitó la recuperación de las obras del Greco, que se encontraban dispersas por la ciudad de Toledo, de cuya conservación también se preocupó, ya que fueron restauradas en los talleres del Museo del Prado antes de ser expuestas en el museo. Esta colección se completaría con la posterior ampliación de salas en 1925, para exponer pintura de las escuelas españolas del siglo XVII.