UNESCO được thành lập ngày 16 tháng 11 năm 1945 với việc ký kết Công ước thành lập của UNESCO. Ngày 1 tháng 11 năm 1946, Công ước này được chính thức có hiệu lực với 20 quốc gia công nhận:

Thập niên 1970 và 1980, UNESCO là trung tâm của một tranh cãi trong đó Hoa Kỳ và Anh cho rằng đây là một diễn đàn để các nước theo chủ nghĩa cộng sản và thế giới thứ ba chống lại phương Tây. Hoa Kỳ và Anh lần lượt rút khỏi tổ chức này năm 1984 và 1985. Sau đó, Anh và Hoa Kỳ lại tham gia tổ chức này lần lượt vào năm 1997 và 2003.

Những năm cuối thập niên 1990, UNESCO đã thực hiện một số cải cách trong tổ chức, như cắt giảm nhân lực và số đơn vị. Số văn phòng giảm từ 79 (năm 1999) xuống 52 (hiện nay).

Năm 1998, UNESCO ủng hộ phần mềm tự do.