
PayPalin työntekijöiden luoma YouTuben videonjakosivusto otettiin käyttöön 14. helmikuuta 2005.

Youtuben perustivat Paypalin työntekijät Chad Hurley, Steve Chen ja Jawed Karim. Verkkotunnus ”YouTube.com” otettiin käyttöön 14. helmikuuta 2005, mutta videoita sinne pystyi lataamaan vasta 23. huhtikuuta 2005. Karim latasi samana päivänä sivuston ensimmäisen videon ”Me at the zoo”. Videolla hän on eläintarhassa ja kertoo takanaan olevista elefanteista.

Youtubessa vieraili toukokuussa sen beta-version aikoihin 30 000 kävijää päivittäin. Marraskuussa 2005 sijoitusyhtiö Sequoia Capital investoi Youtubeen 3,5 miljoonaa dollaria. Youtube avattiin virallisesti 15. joulukuuta, ja siellä katsottiin päivittäin videoita yli kaksi miljoonaa kertaa.
Kesällä 2006 YouTube oli yksi nopeimmin kasvavista sivustoista World Wide Webissä : palveluun oli silloin ladattu jo yli 65 000 videota. Heinäkuussa YouTube-videoita katsottiin keskimäärin 100 miljoonaa kertaa päivässä ja se oli Alexan mukaan viidenneksi suosituin sivusto ja sen kasvu oli nopeampaa kuin mitä Myspacella oli ollut.
Mainokset otettiin käyttöön sivustolla maaliskuussa 2006 ja huhtikuussa YouTube otti käyttöön Google AdSensen. Sittemmin YouTube on lopettanut sen käytön.
Kesäkuussa 2006 YouTube solmi markkinointi- ja mainoskumppanuuden NBC: n kanssa.
Google ilmoitti 9. lokakuuta 2006 ostavansa YouTuben noin 1,3 miljardilla eurolla (1,65 miljardin dollaria), kauppa vahvistui 13. marraskuuta. Se oli siihen mennessä toiseksi suurin hankinta, jonka Google oli tehnyt. Sopimuksen tekoa edesauttoi se, että YouTube oli tehnyt sopimuksia kolmen mediayhtiöiden kanssa siitä, miten tekijänoikeusrikkomukset vältetään. YouTubessa työskenteli kaupan aikaan perustajien lisäksi 68 työntekijää. Palvelu ei ollut ennen ostoa yltänyt voitollisiin tuloksiin ja Google joutui kaupanteon yhteydessä maksamaan 15 miljoonaa dollaria yhtiön velkoja.

On arvioitu, että vuonna 2007 YouTube kulutti yhtä paljon kaistanleveyttä kuin koko Internet oli kuluttanut vuonna 2000.
YouTube Awards-palkintoja on jaettu vuodesta 2007 lähtien. Vuosina 2007 ja 2008 YouTube palkitsi ”YouTube Awards” -tapahtumassa parhaat videonsa, joista käyttäjät saivat äänestää.
Vuonna 2008 palvelussa mahdollistui pitkien elokuvien esittäminen. Aikaisemmin elokuvat oli joutunut tallentamaan noin yhdeksän minuutin pituisissa osissa.
Huhtikuussa 2009 Carnegie Hallissa New Yorkissa järjestettiin tilaisuus, jossa esiintyi YouTube-sivuston kautta koottu orkesteri. Orkesteriin oli koottu 90 soittajaa 30 eri maasta.
Vuodesta 2010 lähtien YouTube on ollut Alexan mukaan kolmanneksi eniten vierailtu internet-sivusto Googlen ja Facebookin jälkeen.
Google ilmoitti maaliskuussa 2010, että se aikoo tekstittää kaikki palvelun kymmenet miljoonat englanninkieliset videot. Tekstityksessä käytetään puheentunnistusteknologiaa. Tekstitysten ansiosta videot on helpompi luokitella sisällön perusteella.
21. joulukuuta 2012 Gangnam Style -video oli ensimmäinen YouTube-video, jota oli katsottu yli miljardi kertaa.
Toukokuussa 2013 YouTube käynnisti pilottiohjelman, jonka avulla osa sisällöntuottajista sai ottaa tilaajiltaan (0,99 dollaria tai enemmän) kuukausimaksua. Valtaosaa YouTube-videoista sai kuitenkin katsoa ilmaiseksi.
Marraskuussa 2013 YouTuben oma YouTube-kanava ylitti tilaajamäärissä Felix Kjellbergin PewDiePie- kanavan ja siitä tuli sivuston tilatuin kanava. Tämä johtui siitä, että uusille käyttäjille suositeltiin YouTuben kanavan tilaamista rekisteröinnin yhteydessä.
YouTuben toimitusjohtajana on toiminut Susan Wojcicki helmikuusta 2014 lähtien.
Huhtikuun 3. päivänä 2018 Youtuben pääkonttorissa sattui ampumavälikohtaus. Vuonna 1980 syntynyt Nasim Aghdam -niminen nainen tunkeutui San Brunossa Kaliforniassa sijaitsevaan YouTuben pääkonttoriin ja ampui käsiaseella haavoittaen kolmea ihmistä. Aghdam surmasi hyökkäyksen lopuksi itsensä.
YouTube on vuodesta 2008 lähtien muistanut hauskuuttaa käyttäjiään erilaisilla aprillipiloilla.
Tiettävästi ensimmäinen suomalainen video ”Miika ja trampoliini” ladattiin palveluun 8. heinäkuuta 2005. Videolla nuori poika hyppii trampoliinilla. Video on 35 sekuntia pitkä. Huhtikuussa 2024 videolla oli 32 900 näyttökertaa.
Youtube-verkosto Splay Suomi tuotti Suomen ensimmäisen Youtube-ohjelmasarjan, Tapaa X:n, vuonna 2014. Sarjaa julkaistiin torstaisin kello 17 Splay Suomen Youtube-kanavalla ja sitä tehtiin pari kuukautta. Tapaa X -ohjelmassa tutustuttiin Youtube-tähtien elämään, arkeen ja kotipaikkakuntiin. Ohjelman juonsi tuolloin Suomen seuratuin videobloggaaja Eeddspeaks eli Eetu Pesonen.
Syksyllä 2017 tehty Elisan "Pidetään yhtä" -mainosvideo oli Googlen mukaan vuoden 2017 suosituin suomalainen mainosvideo YouTubessa. Listauksessa huomioitiin mainosten katsomiskerrat, katsomiseen käytetty aika sekä orgaanisten ja maksettujen katsomiskertojen suhde.