Die Verdrag van Brussel wat op 17 Maart 1948 tussen België, Nederland, Luxemburg, Frankryk en die Verenigde Koninkryk onderteken is, word allerweë as die voorloper van die NAVO verdrag beskou. Die deelname van die Verenigde State is egter as nodig geag om as teenvoeter te dien vir die militêre mag van die Sowjetunie en daarom is samesprekings feitlik onmiddellik na die ondertekening van bogenoemde verdrag begin. Hierdie samesprekinge het gelei tot die stigting van die Noord-Atlantiese Verdrag wat op 4 April 1949 onderteken is. Dit het die lande van die Brusselse verdrag ingesluit asook die Verenigde State, Kanada, Portugal, Italië, Noorweë, Denemarke en Ysland. Drie jaar later op 18 Februarie 1952 het Griekeland en Turkye ook aangesluit. Die insluiting van Wes-Duitsland op 9 Mei 1955 is as 'n beduidende keerpunt in die geskiedenis van die Europese kontinent beskryf deur die destydse Minister van Buitelandse sake van Noorweë, Halvard Lange. Die stap het inderdaad gelei tot die sluiting van die Warskouverdrag, wat op 14 Mei 1955 deur die Sowjetunie en sy satellietstate onderteken is. Sodoende is die twee kante van die Koue Oorlog afgebaken.

NAVO-eenheid is vroeg in sy bestaan bedreig tydens Charles de Gaulle se presidentskap van Frankryk vanaf 1958 en later. De Gaulle het beswaar aangeteken teen die Verenigde State se oorheersende rol in die organisasie en wat hy beskou het as 'n spesiale verhouding tussen die Verenigde State en die Verenigde Koninkryk. In 'n memorandum wat de Gaulle aan President Dwight D. Eisenhower en Eerste Minister Harold Macmillan gestuur het op 17 September 1958, het hy vertoë gerig vir die skepping van 'n drieledige direktoraat wat Frankryk op 'n gelyke grondslag as die Verenigde State en die Verenigde Koninkryk sou plaas en ook dat die geografiese gebiede van belang uitgebrei moes word na wêrelddele wat vir Frankryk van belang was, soos onder andere Algerië, waar Frankryk in 'n teeninsurgensieveldtog betrokke was en waarvoor hulle NAVO ondersteuning wou hê.

De Gaulle het die antwoord onbevredigend gevind en begin om 'n onafhanklike verdedigingsmag vir sy land te bou. Op 11 Maart 1959 het Frankryk sy Middellandse vloot vanuit NAVO-bevel onttrek; drie maande later het de Gaulle die plasing van buitelandse kernwapens op Franse grondgebied verban. Dit het daartoe gelei dat die Verenigde State in 1967 tweehonderd militêre vliegtuie onttrek het en die beheer van tien lugmagbasisse, wat hulle sedert 1950 beheer het, weer aan die Franse te oorhandig.

Frankryk het ook intussen begin werk aan 'n onafhanklike kernprogram. Frankryk het hulle eerste kernwapen op 13 Februarie 1960 getoets. Ten spyte van Frankryk se solidariteit met die res van NAVO tydens die Kubaanse missielkrisis in 1962 het de Gaulle voortgegaan met sy strewe na 'n onafhanklike verdedigingsmag en Frankryk se Atlantiese- en Engelse Kanaalvloot vanuit NAVO-bevelstrukture verwyder. In 1966 is alle Franse gewapende magte vanuit NAVO-bevel verwyder en is alle nie-Franse NAVO-troepe gevra om Frankryk te verlaat. Frankryk het egter 'n lid van NAVO gebly en het in 1995 weer by NAVO se Militêre Komitee aangesluit en werksverhoudinge met NAVO se militêre strukture versterk.

Die skepping van NAVO het dit noodsaaklik gemaak dat militêre tegnologie gestandaardiseer moes word en dat daar 'n eenvormige strategie, deur Bevel-, Beheer- en Kommunikasiesentrums ontwikkel moes word. Daar is gevolglik 'n standaardisasie ooreenkoms gesluit. Die 7.62x51 NAVO rondte is toe onder andere in die 1950's as 'n standaard rondte vir gewere van NAVO-lande in gebruik geneem. Fabrique Nationale se FAL het toe die mees gewilde 7.62 NAVO geweer in Europa geword en diens gedoen tot in die vroeë 1980's. Vliegtuie se bevelseine is ook gestandaardiseer sodat NAVO-vliegtuie op enige NAVO-basis sou kon land. Ná die dood van die fascistiese diktator Francisco Franco en die oorgang na 'n grondwetlike monargie in 1975 kon Spanje op 30 Mei 1982 by NAVO aansluit.

Ná die val van die Ystergordyn en die oorgang na demokrasie kon die Oos-Europese lande, wat voorheen Warskouverdraglande was, nie net by die Europese Unie aansluit nie, maar ook NAVO-lede word. Reeds op 3 Oktober 1990 het met die Duitse hereniging die gebied van die voormalige Duitse Demokratiese Republiek NAVO-gebied geword. Op 12 Maart 1999 het met Hongarye, Pole en Tsjeggië die eerste Oos-Europese lande NAVO toegetree. Op 29 Maart 2004 het die grootste uitbreiding sedert 1949 gevolg, toe Bulgarye, Estland, Letland, Litaue, Roemenië, Slowakye en Slowenië lede van die verdedigingsalliansie geword het. In die jare daarna het 'n aantal Balkanlande gevolg, met Albanië en Kroasië op 1 April 2009, Montenegro op 5 Junie 2017 en Noord-Masedonië op 27 Maart 2020.

Die Russiese inval in Oekraïne sedert 2022 het in beide Swede en Finland tot 'n spoedige herbesinning oor albei lande se tradisionele militêre neutraliteit gelei.^[3] Nadat herhaaldelike meningspeilings 'n toename vir 'n NAVO-lidmaatskap getoon het, het op 17 Mei 2022 Finland en Swede 'n gesamentlike aansoek vir lidmaatskap ingedien,^[4] wat op 18 Mei by die NAVO-hoofkantoor in Brussel aan die destydse sekretaris-generaal Jens Stoltenberg oorhandig is.^[5] Op 4 April 2023 het Finland NAVO toegetree^[6] en op 7 Maart 2024 het Swede gevolg.^[7] Daarmee is al die Skandinawiese lande vir die eerste keer sedert die ontbinding van die Kalmarunie in 1523 weer lede van een (en dieselfde) militêre alliansie.^[8][9]