De band is in 2001 opgericht onder de naam 'Devilish' door de tweelingbroers Tom en Bill Kaulitz samen met Gustav Schäfer en Georg Listing nadat ze elkaar hebben ontmoet op een optreden. Bill en Tom Kaulitz maken naar eigen zeggen al vanaf hun negende muziek, naar het voorbeeld van hun stiefvader. Gustav Schäfer en Georg Listing kennen elkaar van muziekles. Nadat Bill Kaulitz meegedaan had aan het programma "Kinder-Star-Search" werd de band in 2003 ontdekt door de Duitse muziekproducent Peter Hoffmann. Tokio Hotel kreeg een platencontract bij de platenmaatschappij Sony BMG, en in 2005 bij Universal Music Group. Tokio Hotel kan inmiddels nergens meer verschijnen zonder dat de band grote groepen gillende tienermeisjes aantrekt.
Op 15 augustus 2005 werd de eerste single, Durch den Monsun, uitgebracht met een videoclip die nabij Berlijn was opgenomen. Het nummer werd in Duitsland direct een grote hit en stond binnen een week op de eerste plaats van de Duitse hitparade, waar het een paar weken bleef staan. De jongens moesten na de zomervakantie weer gewoon naar school, maar dat werd moeilijk toen daar verslaggevers, fotografen en tv-teams opdoken. De bandleden gingen daarom over op privélessen.
Op 19 september kwam het eerste album, Schrei, uit, waarvoor zanger Bill Kaulitz de meeste nummers schreef. Ook het album schoot direct naar de eerste plaats van de Duitse hitlijsten. Het succes bleek bestendigheid te hebben en de band groeide al snel uit tot de populairste en meest succesvolle van Duitsland. Ook Zwitserland en Oostenrijk werden spoedig veroverd en ook hier wisten de jongens de top van de hitlijsten te bereiken. Een eerste tour, in december 2005, bleek na een paar dagen al volledig uitverkocht. Om die reden werd in februari/maart 2006 een extra tour ingelast, waarvan de tickets opnieuw grif van de hand gingen. Het totaal aantal bezoekers van beide tours kwam uit op meer dan 200.000. Ook het tweede album Zimmer 483 dat in 2007 werd uitgebracht werd een groot succes, evenals de singles die ervan uitgebracht werden.
In 2007 werd besloten tot de release van een Engelstalig album. Verschillende nummers van hun twee Duitstalige albums (waaronder alle singles) werden naar het Engels vertaald en gebundeld op het album Scream (dat in Duitstalige gebieden werd uitbracht onder de titel Room 483). Als eerste single werd Monsoon uitgebracht, een vertaling van hun nummer Durch den Monsun. Het nummer werd in verschillende Europese landen een groot succes waardoor de band ook in de rest van Europa steeds bekender werd. In 2008 werd dan ook een derde tour ondernomen die door heel Europa ging. Als gevolg hiervan werd ook een live-versie van het album Zimmer 483 uitgebracht plus een DVD-registratie van een van de concerten. Inmiddels heeft de band ook pogingen ondernomen om in Groot-Brittannië en buiten Europa door te breken. In Groot-Brittannië is hun succes tot nu toe nog beperkt. Enkel de single Ready, Set, Go! wist binnen te komen in de Britse hitlijsten maar kwam daar slechts tot de 77ste plaats. In Canada kwam dezelfde single slechts tot de 80ste plaats terwijl in de Verenigde Staten hun singles tot nu toe nog niet zijn binnengekomen in de Billboard Hot 100. In Zuid-Amerika zijn echter wel al verschillende landen gevallen voor de muziek van de jongens.
De release van het nieuwe album van Tokio Hotel, dat oorspronkelijk zou uitkomen tussen januari en maart 2009, heeft voorlopig nog geen releasedate sinds de jongens in Duitsland bleven omwille van het stalkerincident (normaal zouden de jongens naar LA zijn gevlogen om daar hun album af te werken). Het album zal tegelijkertijd in een Duitse versie en een Engelse versie worden uitbracht.
