1457-1869
Tokio vzniklo jako malá rybářská vesnice Edo. Edo se nacházelo ve staré provincii Musaši.
Na konci 12. století postavil klan Edo na ochranu města hradby. V roce 1457 postavil Ōta Dōkan hrad Edo. V roce 1590 se Edo stalo základnou Tokugawy Ieyasu. V roce 1603 se stal šógunem a město se stalo centrem jeho vojenské vlády. Tím začalo období Edo. Během této doby se Edo rozrostlo v jedno z největších měst na světě. V 18. století zde žilo více než milion lidí.
Edo nebylo hlavním městem Japonska. Císař žil v hlavním městě Kjótu. Protože však šógun byl v průběhu japonských dějin mocnější než císař, mělo Edo větší moc. Po přibližně 263 letech zbavila šóguna moci restauraceMeidži. V roce 1869 se sedmnáctiletý císař Meidži přestěhoval do Eda. Ze starého hradu Edo se stal císařský palác.
1869-1943
Byla založena prefektura Tokio a město Tokio. To bylo hlavním městem až do roku 1943.
1943 - současnost
V roce 1943 se město Tokio a "přidružené obce bývalé prefektury Tokio (東京府, Tōkyō-fu) (1869-1943)" spojily v jeden celek.
Centrální Tokio je postaveno kolem hlavních železničních stanic. Příměstské železnice byly postaveny relativně levně na úrovni ulic. Je zde několik rychlostních silnic.
Tokio postihly ve 20. století dvě velké katastrofy. Velké zemětřesení Kantó v roce 1923 si vyžádalo 140 000 mrtvých nebo nezvěstných. Druhou katastrofou pro město byla druhá světová válka. Bombardování Tokia v letech 1944 až 1945 zabilo 75 000 až 200 000 lidí a zničilo polovinu města. To byly téměř stejné škody jako atomové bomby na Hirošimu a Nagasaki dohromady.
Tokio bylo po válce kompletně přestavěno. Letní olympijské hry 1964 byly významnou světovou událostí. V 70. letech 20. století začala výstavba nových výškových budov, jako je Sunshine 60.