ITU的历史可以追溯到1865年。为了顺利实现国际电报通信，1865年5年17日，法、德、俄、意、奥等20个欧洲国家的代表在巴黎签订了《国际电报公约》，国际电报联盟（InternationalTelegraphUnion， ITU）也宣告成立。 随着电话与无线电的应用与发展，ITU的职权不断扩大。1906年，德、英、法、美、日等27个国家的代表在柏林签订了《国际无线电报公约》。1932年，70多个国家的代表在西班牙马德里召开会议，将《国际电报公约》与《国际无线电报公约》合并， 制定《国际电信公约》，并决定自1934年1月1日起正式改称为“国际电信联盟”（International Telecommunication Union）。 经联合国同意，1947年10月15日国际电信联盟成为联合国的一个专门机构，其总部由瑞士伯尔尼迁至到日内瓦。
经过100多年的变迁，1992年12月，为适应不断变化的国际电信环境，保证ITU在世界电信标准领域的地位，ITU决定对其体制、机构和职能进行改革。改革后的ITU最高权利机构仍是全权代表大会。全权代表大会下设理事会、电信标准部、无线电通信部和电信发展部门。理事会下设秘书处，设正、副秘书长。电信标准部、无线电通信部和电信发展部承担着实质性标准制订工作，各设1位主任。联合国的任何一个主权国家都可以成为ITU的成员。成员国的政府（多数情况下是其电信管理部门的代表机构）在ITU中的地位是平等的，都要承担特别的义务，同时也享有特别的权利（投票权）。其他的组织机构，如网络与服务供应商、制造商，科技协会和其他的国际性和区域性组织，经过批准可以参加ITU的某些活动（如制订电信标准）。国际电联现有会员、准会员150多个国家和地区。ITU使用中、法、英、西、俄五种正式语言，出版电联正式文件用这五种文字。工作语言为英、法、西三种。
1993年3月1日在芬兰首都赫尔辛基举行的国际电联的第一届世界电信标准大会（WTSC-93）上，对电联原有的三个机构CCITT、CCIR和IFRB进行了改组，取而代之的是电信标准化部门（ITU-T）、无线通信部门（ITU-R）和电信发展部门（ITU-D）。秘书长是ITU的法定代表人（目前由YoshioUtsumi担任），但ITU不同的活动由3个部门分担，行政权利由各个部门的负责人分享。