北约于1949年4月4日在经过签署《北大西洋公约》后而成立。
该联盟创始的12个成员国为： 比利时、 丹麦、 加拿大、 冰岛、 法国、 美国、 英国、 挪威、 荷兰、 意大利、 葡萄牙、 卢森堡。[5]
目前成员包括32个国家[5]
除了初始的12国外，在冷战期间有4个国家加入：
1952年： 希腊、 土耳其
1955年： 西德
1982年： 西班牙
1990年： 西德两德统一，原 东德的领土加入
冷战结束至俄乌战争开战前有14个国家加入：
1999年： 匈牙利、 波兰、 捷克
2004年： 立陶宛、 拉脱维亚、 保加利亚、 爱沙尼亚、 斯洛伐克、 斯洛文尼亚、 罗马尼亚
2009年： 阿尔巴尼亚和 克罗地亚
2017年： 黑山
2020年： 北马其顿
俄罗斯全面性入侵乌克兰之后有2个国家加入：
2023年： 芬兰
2024年： 瑞典
在1990年—2020年间新加入的领土和成员全部都是前华沙条约组织的一部分（包括前苏联波罗的海国家）或前南斯拉夫领土，这被称为北约东扩。
而与华约凝聚力差不同，自北约成立以来，还没有任何国家不缴费并退出会籍，不过由于允许每个成员有相当的权利，因为部分国家各有主见，另外也造成北约特色的问题，而处于联盟相对松散的状态。比如法国因戴高乐主义不满要配合美国，而在1960年代要求退出指挥体系，走向自我孤立后一直仅为挂名成员，独来独往不与北约为伍长达43年[6]，还有土耳其曾与多国因历史纠纷与干预内政等理由爆发冲突[7][8]，美国也指控其他搭便车的欧洲成员军备废弛，导致自己得承担联盟的多数开销等等。[9][10]
自瑞典于2024年3月7日加入以后，北大西洋公约组织目前的总面积变为27,581,382平方千米（10,649,231平方英里）。