De geschiedenis van de stad gaat terug op de door daimyo Dokan Ota gebouwde burcht Edo of Jedo (1456-1457). De burcht en de nederzetting kwamen in 1590 in handen van Ieyasu Tokoegawa, die de inmiddels vervallen burcht herbouwde, de moerassige omgeving drooglegde en wegen en bruggen aanlegde. In 1603 werd Edo residentie van de Tokugawa-sjogoens en als zodanig het politieke centrum van Japan.

Ze ontwikkelde zich in de 17de eeuw tot handelscentrum. Ca. 1740 werd de stad eveneens het religieuze en culturele centrum van het land (tot dan resp. Kyoto en Osaka). Ondanks grote branden (o.m. 1657), aardbevingen, stormrampen en epidemieën had Edo in 1787 reeds 1,4 miljoen inwoners. Met de Meiji-restauratie in1868 werd Edo hoofdstad van Japan; de burcht werd keizerlijke residentie en de naam van de stad werd - ter onderscheiding van de voormalige keizerresidentie Kyoto - veranderd in Tokio (= oostelijke hoofdstad). In die tijd kwam een eind aan de isolationistische politiek van de sjogoens en werd de stad sterk verwesterd. Op 1 sept. 1923 werd de stad vrijwel geheel verwoest door de zgn. Kanto-aardbeving en in de Tweede Wereldoorlog werd ze opnieuw zwaar beschadigd. Na de Japanse capitulatie in de Baai van Tokio werd de stad hoofdkwartier van de geallieerde bezettingsmacht. In 1964 werden in de stad de Olympische Spelen gehouden. In de jaren 80 werd Tokyo belangrijk i.v.m. de internationale handel. De beurs van Tokyo is van belang voor de gehele wereld.