Tokio is ontstaan uit het visserdorpje Edo, oftewel ‘Poort naar de rivier’. Eind zestiende eeuw besloot Tokugawa Ieyasu, een Japanse krijgsheer, van dit gehucht zijn hoofdkwartier te maken. In 1603 werd Tokugawa, na een overwinning op zijn rivalen, ‘shogun’ van Japan, de militaire machthebber van het land. Deze gebeurtenis luidde het begin in van het Tokugawa-shogunaat, dat zou standhouden tot midden 19de eeuw. De macht van de keizer was in deze periode erg beperkt, de shogun was de absolute alleenheerser. Edo groeide uit tot het machtscentrum van het rijk. Kyoto, waar de keizer verbleef, bleef de officiële hoofdstad.
Het visserdorp groeide snel uit tot een grote stad. Vanaf 1634 moesten de feodale heren zich om de twee jaar met heel hun gevolg naar Edo te begeven. Zo kon de shogun hen in de gaten houden. In het zuidwestelijke deel van de stad, Yamanote, woonden de voorname inwoners. Het lagere volk woonde in het noordoosten, in de wijk Shitamachie. Hier vestigden zich mensen uit alle delen van het land, aangetrokken door de de stad en zijn vele mogelijkheden. De -denkbeeldige- scheiding tussen de ‘bovenstad’ en de ‘benedenstad’ bestaat nog steeds.
Aan het einde van de 18de eeuw telde Edo al meer dan één miljoen inwoners. De shogun kreeg het steeds moeilijker. Midden 19de eeuw eiste de Amerikaanse commandant Matthew Calbraith Perry met zijn ‘zwarte schepen’ toegang tot Japan. In 1867 werd de macht van de keizer in ere hersteld en kwam er een eind aan het tijdperk van de shoguns. Deze politieke omwenteling wordt ook wel eens de Meiji-restauratie genoemd, naar de eerste keizer die terug regeerde. Edo kreeg de naam Tokyo, ‘hoofdstad van het oosten’, en werd benoemd tot hoofdstad. Deze periode zou het begin zijn van de snelle industrialisatie van Japan.
In 1923 werd Tokio getroffen door een zware aardbeving, de Grote Kanto-aardbeving. De stad werd bijna volledig verwoest en meer dan 140.000 inwoners kwamen om. Niet lang daarna werd deze ramp gevolgd door de deelname van Japan aan de Tweede Wereldoorlog. Aan het eind van de oorlog werd Tokio zwaar gebombardeerd. Het aantal rechtstreekse dodelijke slachtoffers overtrof zelfs dat van Hiroshima en Nagasaki samen.
Na de oorlog werd de stad volledig heropgebouwd. In 1964 vonden er al de Olympische Spelen plaats, de eerste op Japanse bodem. In 1965 werd Tokio de grootste stad ter wereld. Sinds het begin van de jaren zeventig heeft de Japanse metropool te lijden onder zware vervuiling.