A organização foi criada em 1949, no contexto da Guerra Fria, com o objetivo de constituir uma frente oposta ao bloco socialista, que, aliás, poucos anos depois lhe haveria de contrapor o Pacto de Varsóvia, aliança militar do leste europeu.
Desta forma, a OTAN tinha, na sua origem, um significado e um objectivo paralelos, no domínio político-militar, aos do Plano Marshall no domínio político-económico. Os estados signatários do tratado de 1949 estabeleceram um compromisso de cooperação estratégica em tempo de paz e contraíram uma obrigação de auxílio mútuo em caso de ataque a qualquer dos países-membros.
Os Estados que integram a OTAN são a Albânia, Alemanha, Bélgica, Canadá, Croácia, Dinamarca, Espanha, Estados Unidos da América, França, Grécia, os Países Baixos, Islândia, Itália, Luxemburgo, Noruega, Portugal, Reino Unido, Turquia, Hungria, Polónia, República Checa, Bulgária, Estónia, Letónia, Lituânia, Romênia, Eslováquia , Eslovénia e agora Rússia.
Com o desmoronamento do Bloco de Leste no final dos anos 1980, surgiu a necessidade de redefinição do papel da OTAN no contexto da nova ordem internacional, pois o motivo que deu origem ao aparecimento da organização e o objetivo que a norteou durante quatro décadas desapareceram subitamente.
A organização dedicou-se, pois, a esta nova tarefa, com o objetivo de se tornar o eixo da política de segurança de toda a Europa (isto, é considerando também os países que antes formavam o bloco adversário) e América do Norte. Assim, começou a tratar-se do alargamento a leste (considerando, nomeadamente, a adesão da Polónia, da Hungria e da República Checa) e, em 1997, criou-se o Conselho de Parceria Euro-Atlântica, um órgão consultivo e de coordenação onde têm também assento os países aliados da NATO, incluindo os países da Europa de Leste o que desagrada à Rússia ao ver afastar-se da sua esfera de influência.
Em março de 1999, formalizou-se a adesão da Hungria, Polónia e da República Checa, três países do antigo Pacto de Varsóvia. Em março de 2004 aderiram a Bulgária, Estónia, Letónia, Lituânia, Romênia, Eslováquia e a Eslovénia. No dia 1 de Abril de 2009 aderiram à Organização a Albânia e a Croácia.
Com a queda do Muro de Berlim e desintegração do Pacto de Varsóvia, foi criado o Conselho de Cooperação do Atlântico Norte (CCAN) na sede da OTAN em setembro de 1991 como fórum para o debate e promoção das questões de segurança, quer para os membros da OTAN quer para os antigos adversários da Aliança. Após os ataques terroristas de 11 de setembro de 2001, foi criado, em maio de 2002, o Conselho OTAN-Rússia. Este órgão, que substituiu o Conselho Conjunto Permanente, trabalha na base do consenso e inclui todos os membros da OTAN e a Rússia como parceiros em pé de igualdade.