Après la diffusion du film de première partie de soirée, Pierre Tchernia et Jacques Rouland reçoivent en direct du théâtre de l'Empire, puis des studios Cognac-Jay, deux comédiens et proposent reportages et bandes-annonces. Durant l’émission, deux équipes de jeunes, âgées de 16 à 18 ans, s’opposent autour de questions liées au septième Art, avec l’aide des invités. Lors de la première émission, Gérard Depardieu et Pierre Richard sont les deux invités pour leur film La Chèvre et jouent respectivement pour le lycée Turgot et le lycée Jacques Decour. Mardi Cinéma comporte aussi une « Caméra cachée » de Jacques Legras, dont le sujet s’apparente à celui du film du jour.
Le concept a ensuite évolué pour accueillir quatre comédiens autour de la table, pour jouer et parler de leur actualité. Selon leurs réponses, ils permettaient au public du théâtre de l’Empire de remporter des places de cinéma.
Lors de la rentrée de , Pierre Tchernia quitte l'émission pour tourner son nouveau film, Bonjour l'angoisse, et est remplacé aux commandes de Mardi Cinéma par l’acteur Daniel Ceccaldi et la journaliste Ghislaine Ottenheimer. L'émission se compose alors d'un invité, de l’actualité cinématographique, de reportages et toujours d'un jeu opposant cette fois-ci deux candidats. Les téléspectateurs sont également invités à sélectionner les 7 films les plus importants de la filmographie de l’invité.
En , Mardi Cinéma est proposée désormais par Agnès Vincent et animée par Fabrice et propose à deux équipes de deux comédiens de reconnaître musiques et photos masquées issues de films. Vers 22h30, l’animateur donne également le « mot de passe » à destination des téléspectateurs. En un coup de fil, chacun peut remporter un caméscope. Les invités de la dernière émission sont Arielle Dombasle, Jacques Weber, Bruno Cremer et Jean-Luc Bideau.
L'émission est revenue entre et avec Laurent Ruquier à la présentation[2]. Diffusée pour sa première le mardi à 20 h 50, l'émission réalise de très basses audiences[3]. Une émission hommage à Pierre Tchernia décédé a eu lieu le mardi . Alors qu'elle était programmée pour une diffusion mensuelle, elle devient alors événementielle et occupe la case de deuxième partie de soirée, suivant la diffusion du film du dimanche soir. Dès lors les parts de marchés grimpent timidement.L'émission n'est pas reconduite à la rentrée 2018.
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