Zveza Nato je bila ustanovljena na temelju 51. člena Ustanovne listine Združenih narodov, ki daje članicam pravico do kolektivne obrambe. Ustanovne članice zavezništva, Belgija, Danska, Francija, Velika Britanija, Islandija, Italija, Luksemburg, Norveška, Nizozemska, Portugalska, Kanada in ZDA, so Nato ustanovile prvenstveno zato, da bi lažje odgovorile na grožnje takratne Sovjetske zveze.
Tri leta po ustanovitvi zavezništva so se zavezništvu februarja 1952 pridružile Turčija in Grčija, maja 1955 pa še takratna Zvezna republika Nemčija pod vodstvom kanclerja Konrada Adenauerja. Šestnajsta članica Nata je maja 1982 postala Španija. Zavezništvo se je nato vnovič širilo leta 1999, ko je v svoje vrste sprejelo tri članice nekdanjega Varšavskega pakta - Poljsko, Češko in Madžarsko.
V zgodovini zavezništva je večkrat prišlo do nesoglasij med članicami. Zaradi zaostritve ciprskega krize, ko je med članicama zveze Nato, Grčijo in Turčijo, skoraj izbruhnil oborožen spopad, je leta 1974 iz zavezništva začasno izstopila Grčija, ki se v med zaveznice ni vrnila vse do leta 1980.
Leta 1966 se je iz vojaškega dela zveze Nato umaknila Francija, saj je takratni francoski predsednik Charles de Gaulle trdil, da delovanje organizacije ni v skladu z določili Washingtonske pogodbe. Takrat so sedež zavezništva iz Pariza prenesli v Bruselj. Francija je v vojaškem odboru vnovič začela sodelovati leta 1995.
Obdobje brez pravega nasprotnika
Zveza Nato je z razpustitvijo Varšavskega pakta leta 1991 izgubila neposrednega nasprotnika. Takrat je razširila območje delovanja, ki je bilo do leta 1992 omejeno le na ozemlje članic. Posegati je začela na tista krizna območja zunaj zveze, ki bi lahko ogrozila varnost članic zveze ali svetovne skupnosti, in tako svoje dejavnosti usmerila na spore v Jugovzhodni Evropi.
Zveza Nato je 10. aprila 1994 z mandatom Varnostnega sveta ZN v Bosni in Hercegovini izvedla prvi letalski napad, da bi srbskim silam preprečila obkolitev Sarajeva in varnostnih območij. Napadi so se nadaljevali do oktobra 1995. Konec leta 1994 je zavezništvo vzpostavilo prvo mirovno operacijo v BiH IFOR, ki se je kasneje preoblikovala v SFOR in traja še danes. Tarča letalskih napadov zavezništva je bila tudi ZRJ. Da bi Beograd prisilile v končanje nasilja na Kosovu, so zaveznice 24. marca 1999 začele napade na pomembne cilje v ZRJ, vendar tokrat prvič brez mandata ZN.
Nova prelomnica v zgodovini zveze Nato je sledila oktobra 2001, po terorističnih napadih 11. septembra na ZDA, ko so zaveznice prvič v zgodovini izkoristile peti člen Washingtonske pogodbe. Ta izraža medsebojno solidarnost med članicami in določa, da je napad na eno članico zavezništva napad na celotno zavezništvo.
