Historia anime sięga początków XX wieku, kiedy to japońscy twórcy filmowi eksperymentowali z technikami animacji znanymi na Zachodzie. Chociaż z animacją eksperymentowano w Japonii już wcześniej, pierwszą dobrze znaną serią był Tetsuwan Atomu (Astro Boy) Osamu Tezuki z 1963 roku. W latach 70. anime rozwinęło się, zrywając ze swoimi zachodnimi korzeniami. Powstały wtedy nowe, specyficzne gatunki, chociażby mecha. Godne wzmianki anime z tego okresu to przede wszystkim Rupan sansei (znane także jako Lupin III) i Majingā Z (Mazinger Z). W tym też okresie sławę zyskało kilku dobrze znanych dziś filmowców, zwłaszcza Hayao Miyazaki i Mamoru Oshii.
W latach 80. anime zostało uznane głównym nurtem filmowym w Japonii, zrodził się wtedy boom na tego typu produkcje. Na początku tej dekady rozpoczęto produkcję Gundama (Gandamu), rozpoczęła się też kariera Rumiko Takahashi. W 1988 roku Akira ustanowił rekord kosztów produkcji anime – wyniósł on ponad miliard jenów.
Lata 90. i początek XXI wieku to wzrost popularności anime na zagranicznych rynkach. Akira i Ghost in the Shell (Kōkaku kidōtai) z 1995 roku stają się znane na całym świecie, a serial Dragon Ball Z (Doragon bōru Z) odnosi ogólnoświatowy sukces. Inne serie, jak Neon Genesis Evangelion (Shin seiki evangerion) i Cowboy Bebop (Kaubōi Bibapu), stają się popularne w Japonii, ale zostają też zauważone na Zachodzie. W 2002 roku Spirited Away: W krainie bogów (Sen to Chihiro no kamikakushi) wygrywa pierwszą nagrodę na Międzynarodowym Festiwalu Filmowym w Berlinie, a w 2003 roku otrzymuje Oscara za najlepszy film animowany (było to jak dotąd pierwsze i ostatnie anime, które otrzymało tę nagrodę; kilka lat później nominowano także Ruchomy zamek Hauru, ale przegrał on z Wallace’em i Grommitem: Klątwą królika). W 2004 roku Ghost in the Shell II: Niewinność (Inosensu: Kōkaku kidōtai) zostaje zaprezentowany na canneńskim festiwalu.
Najstarsze znane anime powstało około roku 1907, składa się na nie pięćdziesiąt klatek namalowanych bezpośrednio na taśmie celuloidowej. Niezatytułowany krótki filmik przedstawia chłopca piszącego po chińsku słowa ruchome obrazy (映画), po czym obraca się w kierunku widza, zdejmuje czapkę i pozdrawia go. Tożsamość autora nie jest znana. Anime to odkryto w 2005 roku.