現在の東京近郊で発見された考古学的証拠から、この地域には石器時代の部族が住んでいたことが判明しています。現在の都市は12世紀に誕生し、河口を意味する「江戸」と名付けられた。1457年、江戸城が完成し、1590年に徳川将軍家の始祖である徳川家康に引き継がれた。1603年、徳川が将軍に就任すると、江戸は幕府の首都となったが、帝都は京都であった。この時代、都の生活は将軍の御殿を中心に、男爵（大名）、商人、武士の屋敷で占められていた。その後250年間、日本は事実上、外国からの影響を受けないように閉鎖されていたのである。
江戸は多くの災害に見舞われたが、中でも1657年の「江戸大火」は死者10万人以上を出した。火災が絶えなかったのは、江戸の家がすべて町屋（木造の町家）だったからである。このほか、1707年の富士山噴火、1855年の江戸大地震、1703年、1782年、1812年の小地震など、江戸はさまざまな災害に見舞われた。
17世紀から18世紀にかけて江戸は繁栄したが、やがて将軍と天皇の権力闘争により幕府の力が弱まり、江戸の町も衰退していった。1868年、将軍は江戸城を朝廷軍に明け渡し、明治天皇は江戸を首都とし、新たに「東京」または「東の都」と名付けた。明治維新を機に、東京は大きな近代化・発展期を迎えた。封建制度はすぐに廃止され、府県制に移行した。
1853年、アメリカ人指揮官マシュー・ペリーが、日米の外交・通商関係を樹立するためのアメリカ政府の使節として、4隻の軍艦を率いて東京湾に上陸した。ペリーは翌1854年、以前より大きな艦隊を率いて東京に戻り、日本政府の首脳の間で外交条約を結んだ。翌年、日本はヨーロッパ諸国と外交条約を結び、西洋文化の影響を受けるようになった。
1868年末、日本全国で幕府の事件が起こり、明治維新が始まると、天皇は江戸城に移り、日本の皇居となり、江戸から「東の都」東京への同名の改称を確立した。しかし、天皇は東京を日本の新しい首都とする法的拘束力を持たせなかったので、京都が正式な首都または共同首都であると一般に信じられている。1871年、藩や領地が廃止され、東京を含む府県が正式に設置された。翌年、県は現在の23の特別区に拡大された。
1874年には東京警視庁が設立され、その10年後には首都圏の鉄道網整備の第一歩を踏み出した。1923年、大地震が発生し、それに伴う火災で街の半分近くが焼失し、15万人以上の死者が出た。
1941年、日本はアメリカの海軍基地である真珠湾を攻撃し、第二次世界大戦を日本の目の前まで持ってきた。戦争初期に大きな利益を得たにもかかわらず、結局日本は大きな損失を被り、1945年3月の東京大空襲では10、8万から10万人の死者を出しただけだった。1945年、日本軍が連合軍に降伏した時、東京の人口は、空爆による死傷者の多さや首都からの人口の流出により、1940年当時の半分になっていた。1945年9月からサンフランシスコ講和条約が発効する1952年4月まで、日本は米国を中心とした連合国によって統治され、占領されていた。実際、朝鮮戦争では、米国の東京駐留は重要な指揮・後方支援拠点となった。日本は戦後憲法により、防衛のための小規模な軍事力しか持つことができない。
戦後、天皇は政治的権力を剥奪され、それまで国教であった神道の信者が信じていた「生き神様ではない」ことを公に認めざるを得なくなった。東京横田基地と少数の小さな基地を含む日本における米軍の継続的な駐留は、多くの日本人にとって重要かつ論争の的となっている。特に米軍人は、日本での勤務中に何らかの犯罪を犯しても、日本当局による訴追を事実上免除されている。
世界最速の列車である新幹線が初めて開通したのは、東京オリンピックが開催された1964年のことだった。東京は第二次世界大戦のトラウマからようやく抜け出し、オリンピックは日本の経済的奇跡を世界の注目の的とするのに役立った。1986年から日本経済が好景気になり、東京の地価は高騰した。しかし、1990年にバブルが崩壊し、多くのサラリーマンが職を失い、家族を養えないという屈辱を味わうことになった。1996年に東京で開催される予定だった「世界都市博覧会」は、1995年3月のオウム真理教の事件を受けて中止となった。彼らは東京の地下にサリンを放ち、12人が死亡、数千人が影響を受けた。1999年、石原慎太郎は、色彩豊かでダイナミック、そして物議をかもす政治家として東京都知事に選ばれ、現在もその職に就いている。