В 1921 Сац покидает театр из-за разногласий с художественным руководителем Г.М.Паскар – ее охватывает идея создания совершенно нового театра, «который даст собственный современный репертуар и донесет его до своего зрителя средствами синтетического спектакля». Так 13 июля 1921 открылся Московский театр для детей (первый спектакль – Жемчужина Адальмины И.Новикова). Сац привлекала лучших драматургов, режиссеров, опытных педагогов для работы со зрителями. В первые годы в театре ставили А.Грановский, Р.Симонов, Н.Горчаков, С.Хачатуров. Перед каждым спектаклем делалось вступительное слово («тетя Наташа» выходила перед каждым спектаклем с пояснениями о том, что предстоит увидеть). Традиция эта сохранилась в Государственном музыкальном театре для детей, который носит имя Сац: перед каждым спектаклем звучит вступительное слово дочери Сац, педагога и завлита театра, заслуженного учителя России Р.Н.Сац-Карповой.

С первых лет существования театра к работе привлекались молодые, но уже известные композиторы: С.Прокофьев, М.Раухвергер, А.Александров, Д.Кабалевский, М.Старокадомский, Н.Иванов-Радкевич, Т.Хренников. Сац стала в этом театре режиссером. Опытом Московского театра для детей стали достаточно широко пользоваться за границей, Сац нередко делала сообщения и доклады в Берлине, Варшаве, Буэнес-Айресе, Праге. Сац начали называть «матерью детских театров мира». Характерны высказывания деятелей искусства разных стран, посещавших в 1920–1930-е годы театр Сац.

5 марта 1936 на основе Московского театра для детей был открыт Центральный детский театр, новоселье которого было пышным и торжественным. Здесь Сац поставила спектакль Золотой ключик, или Приключения Буратино А.Н.Толстого, который сама называла кульминацией своей режиссерской работы. Вскоре после этого Сац была репрессирована. В конце войны она оказалась в Алма-Ате (Казахстан) и приступила к организации театра для детей, начав со студии для подготовки молодых актеров русской и казахской трупп. С 1944 по 1950 здесь были поставлены такие спектакли, как Красная шапочка Е.Шварца (1945), Двенадцатая ночь Шекспира (1947), Два капитана В.Каверина и Молодая гвардия А.Фадеева (1948), Два веронца Шекспира (1949) и другие. Вернувшись после реабилитации в Москву, Сац не смогла уже возвратиться в Центральный детский театр и решила создать детский музыкальный театр. Много лет ушло на хлопоты и попытки доказать, насколько необходим подобный театр, и, наконец, 21 ноября 1965 на сцене Московского театра Эстрады состоялся первый спектакль, опера М.Красева Морозко. Позже театр получил небольшое помещение на улице 25 Октября (ныне Никольская), и уже здесь, кроме оперных и балетных спектаклей, с 1969 симфонический оркестр театра начал давать концерты, в программу которых входили симфонические и балетные сюиты, специальные театрализованные программы. Эта традиция сохранилась в театре.

В 1979 было построено здание на проспекте Вернадского – над крышей широко распахнула крылья Синяя птица, в фойе и переходах театра расположились скульптуры сказочных персонажей, зимний сад, аквариумы с разноцветными рыбками. В едином пространстве был воссоздан мир детства, космос души ребенка, впервые впитывающего в себя искусство театра. В театре оперная и балетная труппы, симфонический оркестр, возглавляемый известным дирижером Л.Гершковичем, для театра по-прежнему работают крупные художники-сценографы, композиторы. После смерти своей создательницы театр получил имя Н.И.Сац.

Умерла Сац в Москве 18 декабря 1993.