Vilniaus muzikos mokykla „Lyra“ įkurta 1993 m. sausio mėnesį, kai atsiskyrė nuo Vilniaus Balio Dvariono dešimtmetės muzikos mokyklos. Nuo 1975–1993 m. mokykla veikė Antano Jonyno aklųjų ir silpnaregių mokykloje-internate (dabar Lietuvos aklųjų ir silpnaregių ugdymo centras) kaip Vilniaus Balio Dvariono dešimtmetės muzikos mokyklos filialas.
Nuo 1975 m. Vilniaus aklųjų ir silpnaregių mokykloje-internate mokytojo Petro Kvedaro (Vilniaus Balio Dvariono dešimtmetės muzikos mokyklos direktoriaus pavaduotojas filialui) iniciatyva pradėta dirbti pagal muzikos mokyklos planus ir programas. Tuomet buvo orientuojamasi į Lietuvos aklųjų draugijos poreikius – ruošti choro dainininkus ir pučiamųjų orkestro muzikantus.
Nuo 1993 m. Vilniaus muzikos mokykla „Lyra“ yra savarankiška (papildomo ugdymo) formalųjį švietimą papildanti neformaliojo ugdymo įstaiga, veikusi adresu Laisvės pr. 57. 2015 m. mokykla buvo perkelta į kitas, geriau pritaikytas muzikos mokyklai, patalpas – Sietuvos progimnazijos pastato rekonstruotą III aukštą. 2017 m. buvo baigta pastato renovacija.
Pirmasis mokyklos direktorius – Bronislovas Glovickis. Šiuo metu mokyklai vadovauja direktorius Gintautas Smolskas.
Mokykloje dirba patyrę pedagogai, dėstantys Lietuvos muzikos ir teatro akademijoje, VDU muzikos akademijoje, Vilniaus Juozo Tallat-Kelpšos konservatorijoje, Nacionalinėje M. K. Čiurlionio menų mokykloje, ir kitose Lietuvos švietimo įstaigose.