Cần phải có một tháp phát sóng lớn tại khu vực Kantō sau khi NHK bắt đầu phát sóng truyền hình vào năm 1953. Các công ty truyền thông tư nhân bắt đầu hoạt động trong vòng nhiều tháng sau khi NHK xây dựng tháp truyền sóng riêng. Sự bùng nổ truyền thông này khiến chính phủ Nhật Bản cho rằng các tháp truyền sóng sẽ sớm được xây dựng trên khắp Tokyo, cuối cùng tràn ngập thành phố. Giải pháp được đề xuất là xây dựng một tháp lớn có khả năng truyền sóng ra toàn khu vực.[4] Hơn nữa, do kinh tế quốc gia bùng nổ hậu chiến trong thập niên 1950, Nhật Bản tìm kiếm một công trình kỷ niệm nhằm tượng trưng hóa cho uy thế của một cường quốc kinh tế toàn cầu.[5][6]

Người sáng lập và chủ tịch của Nippon Denpatō là Hisakichi Maeda, người chủ sở hữu và vận hành tháp, ban đầu lên kế hoạch cho một tháp cao hơn Tòa nhà Empire State tại New York có độ cao 381 mét và đương thời là cấu trúc cao nhất trên thế giới. Tuy nhiên, kế hoạch thất bại do thiếu kinh phí và vật liệu. Độ cao của tháp cuối cùng được xác định bằng khoảng cách mà các đài truyền hình cần để truyền sóng khắp khu vực Kanto, một bán kính khoảng 150 kilômét (93 dặm). Tachū Naitō là nhà thiết kế nổi tiếng trong xây dựng cao ốc tại Nhật Bản, ông được lựa chọn làm người thiết kế tháp mới được đề xuất.[4] Quan sát phương Tây để lấy cảm hứng, Naito thiết kế dựa trên tháp Eiffel tại Paris, Pháp.[7] Với sự giúp đỡ của công ty công trình Nikken Sekkei Ltd., Naitō tuyên bố thiết kế của ông có thể chịu được các trận động đất có cường độ gấp hai lần Đại địa chấn Kanto 1923 hoặc bão có sức gió lên đến 220 kilômét trên giờ (140 mph).[4]

Dự án xây dựng mới thu hút hàng trăm tobi, tức các công nhân xây dựng truyền thống người Nhật chuyên xây dựng các cấu trúc cao. Công ty Takenaka tiến hành động thổ vào tháng 6 năm 1957 và mỗi ngày có ít nhất 400 người lao động làm việc để xây tháp.[4] Tháp được dựng bằng thép, một phần ba trong đó là phế liệu kim loại lấy từ các xe tăng của Hoa Kỳ bị hỏng trong Chiến tranh Triều Tiên.[8][9] Khi một ăngten cao 90 mét được bắt vít vào ngày 14 tháng 10 năm 1958, Tháp Tokyo trở thành tháp đứng độc lập cao nhất trên thế giới, đoạt vị trí này từ Tháp Eiffel khi vượt 13 mét.[4] Mặc dù cao hơn Tháp Eiffel, song Tháp Tokyo chỉ nặng 4.000 tấn, nhẹ hơn Tháp Eiffel 3.300 tấn.[10] Sau này có nhiều tháp khác vượt qua độ cao của Tháp Tokyo, song đây vẫn là cấu trúc nhân tạo cao nhất tại Nhật Bản cho đến tháng 4 năm 2010, khi bị Tokyo Skytree vượt qua.[7] Tháp khai trương trước công chúng vào ngày 23 tháng 12 năm 1958 với chi phí tổng kết là 2,8 tỷ Yên (8,4 USD năm 1958).[9][11] Tháp Tokyo được thế chấp lấy 10 tỷ Yên vào năm 2000.[12]

Tháp được lên kế hoạch là một ăngten phục vụ truyền thông và có màu sáng chói để phù hợp với luật hàng không vào đương thời, hai đài quan sát toàn cảnh của tháp hiện chủ yếu là du khách lui tới; tháp tạo thành một điểm tham chiếu rõ ràng trong khung cảnh lộn xộn của trung tâm thành phố, cả đêm lẫn ngày.[13] Cứ mỗi 5 năm thì Tháp Tokyo được sơn lại trong một quá trình kéo dài khoảng 12 tháng.[14][15]