Platforma Obywatelska została założona jako stowarzyszenie 24 stycznia 2001 roku; tego dnia w gdańskiej hali "Olivia" odbył się jej zjazd założycielski. "Powstaje siła, której nikt w Polsce nie może lekceważyć" - skomentował ówczesny prezydent Aleksander Kwaśniewski. Inicjatorów nowego ugrupowania - Macieja Płażyńskiego z Akcji Wyborczej Solidarność, Andrzeja Olechowskiego i Donalda Tuska z Unii Wolności - zaczęto określać mianem "trzech tenorów".
5 marca 2002 r. PO (pełna nazwa Platforma Obywatelska Rzeczypospolitej Polskiej) została zarejestrowana jako partia polityczna.
Powstanie Platformy wiązało się m.in. z konfliktami w ramach AWS, niezadowoleniem w szeregach UW oraz wynikami wyborów prezydenckich w 2000 r. (w których Andrzej Olechowski zajął drugie miejsce z wynikiem 17,3 proc.) Wzmacnianiu nowej partii sprzyjał napływ polityków związanych wcześniej z UW i AWS, a także nawiązanie bezpośredniej współpracy ze Stronnictwem Konserwatywno-Ludowym (w tym z Janem Rokitą i Bronisławem Komorowskim).
W wyborach do Sejmu w 2001 roku PO uzyskała 12,6 proc. głosów, co pozwoliło jej objąć 65 mandatów w Sejmie. Utworzyła największy klub opozycyjny wobec rządu Leszka Millera (SLD). Z list PO startowali wówczas m.in. działacze SKL. Część z nich - z Janem Rokitą na czele - zdecydowała się przejść z SKL do PO, ale większość postanowiła utworzyć własne koło parlamentarne.
W wyborach do Senatu PO - razem z AWS, UW, PiS i ROP - zdecydowały się wystawić wspólną listę wyborczą kandydatów - Blok Senat 2001. Blok uzyskał 15 mandatów, 2 z nich objęli kandydaci Platformy: Zbigniew Religa i Robert Smoktunowicz.
Płażyński został pierwszym przewodniczącym PO. Tusk, Paweł Piskorski i Jan Rokita - jej wiceszefami, a Grzegorz Schetyna - sekretarzem partii.
W czerwcu 2004 roku PO wygrała pierwsze w Polsce wybory do Parlamentu Europejskiego
Przed wyborami samorządowymi w 2002 r. Platforma zawarła porozumienie z Prawem i Sprawiedliwością (tzw. POPiS), które zdobyło 16 proc. głosów (97 mandatów) w wyborach do sejmików województw (za SLD-UP - 24,6 proc., 189 mandatów).
W maju 2003 r. z PO odszedł (oficjalnie powołując się na rozbieżności programowe) jej przewodniczący oraz szef klubu parlamentarnego Maciej Płażyński. 1 czerwca nowym przewodniczącym został Donald Tusk. Początkowo objął również stanowisko szefa klubu parlamentarnego, jednak jeszcze w tym samym roku zastąpił go Jan Rokita. Wiceszefową PO została Zyta Gilowska, a sekretarzem generalnym - Piskorski.
15 października 2003 r. Platforma została członkiem Europejskiej Partii Ludowej, zrzeszającej partie chadeckie i konserwatywne Unii Europejskiej.
W czerwcu 2004 roku PO wygrała pierwsze w Polsce wybory do Parlamentu Europejskiego uzyskując 15 spośród 54 przewidzianych dla Polaków mandatów. Wiceprzewodniczącym PE został Jacek Saryusz-Wolski, a Janusz Lewandowski - szefem komisji budżetowej.
2 maja 2005 r. Tusk ogłosił, że będzie kandydował w wyborach prezydenckich. "Platforma Obywatelska chce, aby wielka, nieuchronna i nadchodząca przemiana Polski miała twarz Donalda Tuska" - mówił podczas konwencji wyborczej Jan Rokita. Wiadomo było, że walkę o prezydenturę Tusk stoczy m.in. z kandydatem PiS Lechem Kaczyńskim.
21 maja 2005 r. z PO odeszła oskarżana o nepotyzm wiceszefowa partii Zyta Gilowska (późniejsza wicepremier i minister finansów w rządzie Kazimierza Marcinkiewicza i Jarosława Kaczyńskiego). Władze PO zarzucały jej, że zatrudniała w biurze poselskim synową, a synowi zlecała i płaciła za ekspertyzy prawne. Gilowska mówiła, że synowa została zatrudniona w biurze, zanim weszła do rodziny, a korzystanie z usług syna pozwoliło obniżyć koszty ekspertyz. Twierdziła, że władze partii wiedziały o tym od dawna, a kroki dyscyplinarne wobec niej zdecydowały się podjąć dopiero po publikacjach prasowych.
Wrześniowe wybory parlamentarne 2005 r. wygrało PiS, uzyskując w Sejmie 155 mandatów. PO z wynikiem 26,99 proc. głosów wprowadziła do Sejmu 133 posłów. Rozmowy o ewentualnej koalicji zakończyły się fiaskiem. Rada Krajowa PO stwierdziła: "Jednostronne powołanie przez PiS władz Sejmu i Senatu z udziałem Andrzeja Leppera, utworzenie jednopartyjnej Rady Ministrów oznacza zerwanie przez PiS możliwości utworzenia dzisiaj oczekiwanej przez wyborców koalicji. Pełna odpowiedzialność przed Polakami i przed historią za te szkodliwe dla Polski kroki spada na przywódców PiS".
W styczniu 2006 roku PO ogłosiła, że powołuje gabinet cieni, z Janem Rokitą na czele
Rząd utworzyło Prawo i Sprawiedliwość, pod kierownictwem najpierw Kazimierza Marcinkiewicza, a od lipca 2006 r. - Jarosława Kaczyńskiego (w ramach koalicji PiS-Samoobrona-LPR).
Tusk przegrał wybory prezydenckie w październiku 2005 r., choć wygrał pierwszą ich turę (uzyskał w niej 36,33 proc. głosów, a Lech Kaczyński - 33,10 proc.). Jednak w drugiej turze Kaczyński pokonał Tuska stosunkiem głosów 54,04 do 45,96 proc.
PO pozostała w opozycji zarówno wobec rządu Marcinkiewicza, jak i J.Kaczyńskiego. 10 listopada 2005 r., podczas debaty nad expose Marcinkiewicza Tusk nie wykluczył rozmów z PiS w przyszłości: "Jak już minie oczarowanie PiS władzą, służbami, Lepperem, Samoobroną i LPR to możemy rozmawiać. (...) Polska nie jest skazana na tę smutną koalicję" - powiedział.
W styczniu 2006 roku PO ogłosiła, że powołuje gabinet cieni, z Janem Rokitą na czele. "Cieniem" ministra spraw zagranicznych został Bronisław Komorowski, spraw wewnętrznych - Marek Biernacki, finansów - Zbigniew Chlebowski, sprawiedliwości - Julia Pitera, administracji Waldy Dzikowski, a MON - Bogdan Zdrojewski.
W kwietniu z PO usunięty został Paweł Piskorski (b. prezydent Warszawy i b. sekretarz generalny PO) w związku z pojawiającymi się niejasnościami wokół jego działalności jako przedsiębiorcy. Piskorskiego wykluczono po publikacji "Dziennika" dotyczącej inwestycji europosła, który kupił w 2005 r., wraz z żoną, 320 ha po byłych PGR-ach na Pomorzu Zachodnim za 1,25 mln zł. "Dziennik" zapytał, skąd Piskorski wziął pieniądze, bo, według gazety, z oświadczenia majątkowego, które złożył w 2005 r., nie wynika, by mógł sobie na taką inwestycję pozwolić.
Piskorski tłumaczył, że pieniądze pochodziły ze sprzedaży mieszkań, kredytu, oszczędności oraz dochodów bieżących jego i żony. "Niezwykle systematycznie, pojawiają się wątpliwości wokół tego polityka i to wątpliwości dotyczące także strony finansowej jego działalności" - mówił Tusk, tłumacząc usunięcie Piskorskiego z partii.
7 października 2006 r. odbył się w Warszawie "Błękitny marsz" PO. Liderzy partii wzywali do jak najszybszych wyborów i zmiany rządu
21 czerwca 2006 r. Tusk został ponownie szefem PO (uzyskał 533 głosy, a jego kontrkandydat Andrzej Machowski, wysunięty przez część warszawskich działaczy - 97) Tusk wezwał Polaków niezadowolonych z władzy do tworzenia ruchu obywatelskiego wokół Platformy. Sekretarzem generalnym partii został Grzegorz Schetyna, a skarbnikiem - Mirosław Drzewiecki.
26 września 2006 r. PO złożyła wniosek o samorozwiązanie Sejmu. "Uznaliśmy, że w tym Sejmie po roku nieudolnych rządów PiS i koalicjantów tej partii wyczerpała się możliwość pozytywnej zmiany" - powiedział Tusk. W październiku wniosek został odrzucony głosami koalicji rządowej PiS-Samoobrona-LPR.
7 października 2006 r. odbył się w Warszawie "Błękitny marsz" PO. Liderzy partii wzywali do jak najszybszych wyborów i zmiany rządu. "Przyszliśmy, żeby powiedzieć głośno to, co czuje Polska, żeby powiedzieć dość! Żeby Polska zobaczyła, jak wyglądają wykształciuchy - panie Dorn, jak wyglądają łże-elity - panie Kaczyński. Żeby cała Polska zobaczyła, jak wygląda Polska!" - mówił Tusk. "Błękitny marsz" zgromadził, według szacunków policji, około 11 tysięcy osób.
W wyborach samorządowych w listopadzie 2006 r. PO zdobyła najwięcej mandatów w sejmikach województw (186 na 561), co pozwoliło jej współrządzić w 15 województwach. Prezydentem Warszawy została Hanna Gronkiewicz-Waltz, która w drugiej turze pokonała kandydata PiS, byłego premiera Kazimierza Marcinkiewicza.
7 września 2007 r. Sejm (głosami PiS, PO, SLD i PSL) zdecydował o samorozwiązaniu. Przyjęto wniosek SLD o samorozwiązanie, który był głosowany jako pierwszy. W Sejmie były także wnioski PO i PiS o samorozwiązanie, które nie były już głosowane jako bezprzedmiotowe.
15 września w Gnieźnie odbyła się konwencja wyborcza PO. Jan Rokita zdecydował się wycofać z polityki po tym, jak jego żona Nelly została doradcą ds. kobiet prezydenta Lecha Kaczyńskiego. Start w wyborach z listy PO zapowiedzieli m.in. Bogdan Borusewicz, Radosław Sikorski oraz Antoni Mężydło.
PO wygrała wybory parlamentarne 21 października 2007 r.
PO wygrała wybory parlamentarne 21 października 2007 r. uzyskując 41,51 proc. głosów (PiS - 32,11 proc.). Nowym marszałkiem Sejmu został Bronisław Komorowski, a Senatu - Bogdan Borusewicz. Na czele koalicyjnego rządu PO-PSL stanął Donald Tusk, a wicepremierami zostali Grzegorz Schetyna i prezes PSL Waldemar Pawlak.
Tusk zapowiedział w expose m.in. obniżanie podatków, podwyżki płac nauczycieli i pracowników ochrony zdrowia, zmniejszenie deficytu, wycofanie wojsk polskich z Iraku, i rezygnację z powszechnego poboru do wojska.
W kwietniu 2009 r. w Warszawie odbył się kongres Europejskiej Partii Ludowej. W obradach kongresu uczestniczyli m.in. szef Komisji Europejskiej Jose Manuel Barroso, przewodniczący PE Hans-Gert Poettering oraz kilkunastu szefów rządów, w tym kanclerz Niemiec Angela Merkel, premierzy Włoch - Silvio Berlusconi, czy Francji - Francois Fillon. PiS zarzucało PO, że kongres EPL jest częścią jej kampanii wyborczej (przed wyborami do europarlamentu), nielegalnie finansowanej ze środków EPL. PO odpowiadała, że kongres nie jest elementem jej kampanii, która startuje dopiero 1 maja. Początkowi obrad kongresu EPL towarzyszył protest kilkuset związkowców ze Stoczni Gdańsk w obronie zakładu i miejsc pracy. Stoczniowcy spalili kukłę, przedstawiającą postać premiera Donalda Tuska. Doszło do starć z policją.
PO wygrała wybory do Parlamentu Europejskiego w czerwcu 2009 r. zdobywając 25 spośród 50 mandatów. Z jej list startowali m.in. Danuta Huebner (unijna komisarz wskazana przez rząd SLD), Paweł Zalewski (b. wiceprezes PiS). "Mamy odwagę sięgnąć po każdego, kto mówi: +chcę pomóc Polsce+" - przekonywał Tusk. W lipcu b. premier, europoseł PO Jerzy Buzek został szefem Parlamentu Europejskiego.
Również w lipcu partię opuścił drugi z trzech założycieli - Andrzej Olechowski. Zdecydował się nawiązać współpracę ze Stronnictwem Demokratycznym, kierowanym wówczas przez innego dawnego polityka PO Pawła Piskorskiego.
Na początku października 2009 r. wybuchła tzw. afera hazardowa. "Rzeczpospolita" ujawniła materiały CBA, z których wynikało, że ówczesny szef klubu PO Zbigniew Chlebowski i ówczesny minister sportu Mirosław Drzewiecki mieli podczas prac nad zmianami w tzw. ustawie hazardowej działać na rzecz biznesmenów z branży hazardowej. Drzewiecki podał się do dymisji, Chlebowski stracił stanowisko szefa klubu i przewodniczącego sejmowej komisji finansów.
7 października premier ogłosił, że z rządu odchodzą Grzegorz Schetyna (wicepremier, minister SWiA), Andrzej Czuma (minister sprawiedliwości) i wiceminister gospodarki Adam Szejnfeld. Z Kancelarii Premiera do Sejmu przeszli Sławomir Nowak i Rafał Grupiński. W Sejmie powstała komisja śledcza badająca aferę hazardową, śledztwo w tej sprawie wszczęła prokuratura.
W styczniu 2010 r. Tusk ogłosił, że nie wystartuje w wyborach prezydenckich
Śledztwo dotyczące m.in. nielegalnego lobbingu w czasie prac nad zmianami w ustawie o grach i zakładach wzajemnych nadal się toczy. Natomiast komisja śledcza zakończyła prace w sierpniu 2010 r. W atmosferze sporów przyjęty został raport, do którego ostatecznie uwagi miały wszystkie opcje polityczne, w związku z czym złożone zostały do niego cztery zdania odrębne posłów: PiS, SLD, PSL, PO.
Raport komisji śledczej mówił m.in., że politycy PO nie brali udziału w nielegalnym lobbingu w sprawie tzw. ustawy hazardowej, choć ich zeznania są momentami mało wiarygodne. Natomiast w zdaniach odrębnych posłów opozycji wskazywały na nielegalny lobbing polityków PO. Sejm zapoznał się ze sprawozdaniem z prac hazardowej komisji śledczej w październiku 2010.
W styczniu 2010 r. Tusk ogłosił, że nie wystartuje w wyborach prezydenckich. Decyzję uzasadniał odpowiedzialnością za kraj i jego sytuację gospodarczą. Żeby przeprowadzić ważny dla Polski plan potrzebne są siła, skuteczność i instrumentu a te są w rządzie - argumentował.
W marcu 2010 r. Bronisław Komorowski wygrał partyjne prawybory prezydenckie. Swojego kontrkandydata - szefa MSZ Radosława Sikorskiego pokonał stosunkiem głosów 68,5 : 31,5.
10 kwietnia 2010 r. pod Smoleńskiem rozbił się prezydencki samolot Tu-154. W katastrofie zginął prezydent Lech Kaczyński z małżonką Marią oraz 94 inne osoby, w tym współzałożyciel Platformy Maciej Płażyński, wicemarszałek Senatu z ramienia PO Krystyna Bochenek, a także posłowie Grzegorz Dolniak, Sebastian Karpiniuk i Arkadiusz Rybicki. Bronisław Komorowski - jako marszałek Sejmu - po śmierci Lecha Kaczyńskiego pełnił obowiązki prezydenta, aż do przedterminowych wyborów.
2 grudnia z członkostwa w PO, w związku zarzutami o "korupcję polityczną" zrezygnował senator Roman Ludwiczuk
Komorowski w II turze 4 lipca pokonał prezesa PiS Jarosława Kaczyńskiego - uzyskał 53,01 proc. głosów, a J.Kaczyński - 46,99 proc. Nowym marszałkiem Sejmu został Grzegorz Schetyna. Tusk po raz kolejny został wybrany na szefa PO (czerwiec 2010).
W październiku wystąpił z PO jej najbardziej kontrowersyjny poseł Janusz Palikot - utworzył Ruch Poparcia Palikota. Palikot opowiada się m.in. za usunięciem religii ze szkół, likwidacją Senatu, a także ograniczeniem liczby posłów do 300. Chce darmowego internetu i przeznaczania 1 proc. środków budżetowych na kulturę.
W październiku Rada Krajowa PO wybrała nowych członków władz partii. Schetyna został pierwszym zastępca Tuska, na wiceszefów partii wybrano też Hannę Gronkiewicz-Waltz, Ewę Kopacz i Radosława Sikorskiego. Do zarządu partii weszli szefowie PO w regionach.
PO wygrała listopadowe wybory samorządowe - w skali kraju w wyborach do sejmików województw uzyskała najwięcej mandatów - 222 (PiS - 141, PSL - 93 mandaty, SLD - 85). Hanna Gronkiewicz-Waltz w pierwszej turze została wybrana prezydentem Warszawy.
2 grudnia z członkostwa w PO, w związku zarzutami o "korupcję polityczną" zrezygnował senator Roman Ludwiczuk.
W grudniu Sejm (głosami PO i PJN) zdecydował o obniżeniu (o 50 proc.) od 1 stycznia 2011 wysokości subwencji budżetowej dla partii politycznych. W tym roku PO otrzyma ok. 20 mln złotych mniej z budżetu państwa (PiS - 19 mln, a SLD i PSL - 7 mln zł mniej). PO opowiadała się za likwidacją subwencji, proponowała też zawieszenie subwencjonowania partii na czas kryzysu gospodarczego.