A közvetlen kiváltó ok a Németország nyugati megszállási zónáiban 1948. június 21-én bevezetett német márka volt, amelyre válaszul a szovjet megszálló egységek blokádot vezettek be Nyugat-Berlin ellen. A két kialakuló világrendszer közötti fokozódó feszültség késztetett több nyugat-európai országot arra, hogy elkezdjék kialakítani katonai együttműködésüket és a kollektív védelmi stratégiájukat. Már 1948 márciusában létre jött Franciaország, Nagy-Britannia és a Benelux-államok részvételével a Nyugati Unió, de kezdettől fogva tisztában voltak azzal, hogy csak egy transzatlanti biztonsági megállapodás tudja elrettenteni a Szovjetuniót és megvetni az akkor még csak nyugat-európai integráció alapjait.
A Washingtonban aláírt egyezményből leggyakrabban az 5. cikkelyt idézik, amely kimondja: a tagállamok bármelyike elleni támadást valamennyi tagállam elleni agressziónak tekintenek, és minden szövetséges az általa szükségesnek ítélt módon reagál, akár fegyveres erő bevetésével. Az eredeti egyezmény ugyan nem rendelkezett olyan katonai struktúrával, amely képes hatékonyan összehangolni az akciókat, a szovjet atombomba 1949-es megszületése, Németország „véglegesnek” tűnő kettészakítása, majd egy évvel később a koreai háború kitörése hatására létrehozták az integrált parancsnokságot, amelynek első helyszíne Versailles mellett, Rocquencourt-ban volt, első főparancsnoka pedig Dwight D. Eisenhower, az 1944-es normandiai partraszállás irányítója, a későbbi amerikai elnök lett. A „civil” központot Párizsban alakították ki, első főtitkára a brit Lord Ismay volt.
Az alapító 12 országhoz (a Nyugati Unió 5 tagja, az Egyesült Államok, Kanada, Olaszország, Dánia, Norvégia, Izland és Portugália) 1952-ben csatlakozott Görögország és Törökország, majd 1955-ben az NSZK belépésére reagálva a Szovjetunió és kelet-európai érdekszférájába tartozó tagállamok részvételével megalakult a Varsói Szerződés. Innentől kezdve vált teljessé a nyugati és kommunista világrendszer katonai és politikai szembenállása, amelynek a következő 36 évben voltak egyaránt feszültebb, sőt, a harmadik világháború kitörésével fenyegető időszakai az 1961-es berlini, az egy évvel későbbi kubai rakétaválságtól egészen a 80-as évek afganisztáni konfliktusáig, de még hosszabbak voltak az enyhülési periódusok. Valójában a mindkét fél részéről tanúsított végső politikai józanságnak és különböző leszerelési tárgyalások és egyezmények (Atomcsend-, atomsorompó egyezmény, SALT-I szerződés, az Európai Biztonsági és Együttműködési Konferencia záróokmánya) ellenére egyre fokozódó fegyverkezési hajsza általi kölcsönös „elrettentésnek” köszönhetően a két katonai rendszer soha nem került közvetlen konfliktusba egymással, akkor sem, ha a különböző helyi háborúkban (Közel-Kelet, Vietnam, stb.) mindegyik félnek megvoltak a maga nagyhatalmi támogatói. Ugyanígy tiszteletben tartották a „jaltai” határokat: ahogy 1956-ban a magyar forradalom, vagy 1968-ban a prágai tavasz nem számíthatott a NATO-haderőkre, úgy 1967-ben a görög „fekete ezredeseknek” sem kellett tartaniuk a Varsói Szerződéstől.
1966-ban Charles De Gaulle elnök „önálló elrettentő erőre” való törekvései oda vezettek, hogy Franciaország kilépett a NATO integrált katonai parancsnokságából és a szövetség főhadiszállásának és civil központjának is távoznia kellett az országból. Sajátos paradoxon, hogy a párizsi központ épülete később a Szovjetunió nagykövetsége lett. A szövetség ekkor települt át Belgiumba, Casteau-ba, 1967 októberében lett a NATO székhelye Brüsszel. Ez persze nem jelentette Franciaország teljes kilépését, sőt, az egyik legaktívabb azóta is a különböző békefenntartó hadműveletekben.
A szovjet rendszer összeomlását végül közvetve a fegyverkezési hajsza okozta, mert a hadiiparra szánt csillagászati összegek (a Szovjetunió háromszor annyit költött védelmi célokra, mint az Egyesült Államok) felemésztették Moszkva erejét, és Mihail Gorbacsov pártfőtitkár-elnök a 80-as évek közepétől arra kényszerült, hogy fokozatosan teret engedjen a keleti blokk demokratizálódó törekvéseinek.
A Varsói Szerződés 1991-es megszűnése azonban nem vonta maga után a NATO megszűnését, sőt, az elmúlt 25 év bővítéseivel a kollektív biztonság és az európai politikai integráció további erősítése lett a cél. Ugyanakkor a 90-es évek délszláv konfliktusai nyomán a szövetség a bírálatok kereszttűzébe került: az első háborúba csak 1995-ben avatkozott be, addig „polgárháborúként” kezelték, míg 1998-99-ben, a koszovói háború 78 napig tartó bombázását tekintette a világ közvéleménye felesleges vérontásnak. A 2001. szeptember 11-i terrortámadások nyomán került sor a NATO történetének egyik legnagyobb szabású hadműveletére Afganisztánban, 2011-ben a szövetség haderőinek légi támadásai nagyban hozzájárultak Moamer el-Kadhafi líbiai diktátor bukásához.
Magyarország 1999-ben az elsők között csatlakozott a volt VSZ-tagállamok közül a NATO-hoz Lengyelországgal és a Cseh Köztársasággal egyetemben, de már 1994 óta részt vett a NATO békepartnerségi programjában, 1995-től pedig a boszniai háború lezárása után bázist adott az IFOR/SFOR békefenntartó egységeknek, sőt, saját kontingenst is adott az akcióhoz. Az 1997. november 16-án tartott népszavazáson, amelyen a voksolásra jogosultak 49,24% vett részt, 85,33% szavazott a tagság mellett. Magyar katonák tagjai voltak 2001-től az afganisztáni Nemzetközi Biztonsági Támogató Erőknek, majd 2003 és 2006 között a NATO iraki kiképző programjában teljesítettek szolgálatot.