En 1770, l'explorateur britannique James Cook a navigué le long de la côte est de l'Australie et l'a revendiquée pour la Grande-Bretagne, nommant cette terre Nouvelle-Galles du Sud (New South Wales). En 1788, le premier établissement britannique fut fondé à Port Jackson (aujourd'hui Sydney) sous la direction du capitaine Arthur Phillip, avec l'arrivée de la Première Flotte, composée de 11 navires transportant des condamnés, des gardes, et des civils. Ce fut le début d'une colonie pénitentiaire, où des milliers de bagnards furent envoyés au cours des décennies suivantes. Avant de mettre fin à la pratique en 1868, la Grande-Bretagne et l'Irlande auront ainsi envoyé plus de 150 000 condamnés en Australie. Lorsque les Européens commencent à s'installer dans des zones éloignées des côtes, ils spolient les Aborigènes de leurs terres et destructurent leurs sociétés. Les populations commencent à être décimées par les maladies et les conflits avec les colons. 

Au fur et à mesure de l'extension de la colonie de la Nouvelle-Galles du Sud, d'autres colonies furent fondées-: Tasmanie (alors appelée Terre de Van Diemen) en 1803; Australie-Méridionale en 1836; Victoria en 1851;  Queensland en 1859. Ces colonies étaient généralement créées en réponse à la croissance démographique et aux besoins économiques, notamment l'agriculture, l'élevage, et plus tard, la ruée vers l'or. Les découvertes d'or à Bathurst en 1851 et dans d'autres régions de la Nouvelle-Galles du Sud et de Victoria ont attiré des milliers d'immigrants de partout dans le monde. Cela a transformé l'économie de l'Australie et accéléré son développement. La ruée vers l'or a également conduit, elle aussi, à l'augmentation des tensions entre les colons et les populations autochtones. 

À la fin du XIX^e siècle, les colonies australiennes ont commencé à rechercher une plus grande autonomie par rapport à la Grande-Bretagne. Des mouvements politiques ont émergé pour demander la fédération des colonies en un seul pays unifié. En 1891, un projet de constitution pour une fédération australienne fut rédigé, mais ce n'est que le 1^er janvier 1901, l'Australie devient officiellement une fédération avec la création du Commonwealth d'Australie. Les six colonies britanniques, qui sont devenues des États, sont réunies sous une constitution commune. La ville de Canberra est choisie comme capitale, bien que sa construction commence plus tard et que le gouvernement siège temporairement à Melbourne. La colonisation de l'intérieur des terres, ainsi que la maladie et une politique datant de cette époque qui éloigne de force les enfants aborigènes de leurs parents, vont réduire la population aborigène australienne de plus de 700 000 au moment des contacts avec les Européens à un minimum de 74 000 en 1933.

L'Australie, en tant que membre de l'Empire britannique, participe à la Première Guerre mondiale. Environ 400 000 Australiens s'enrôlent pour combattre, représentant près de 10 % de la population masculine adulte. La campagne de Gallipoli en 1915, où de nombreux soldats australiens sont tués ou blessés, devient un événement fondateur du sentiment national australien, commémoré chaque année le ANZAC Day. Après la guerre, l'Australie connaît des difficultés économiques, exacerbées par la Grande Dépression des années 1930. Le chômage atteint des niveaux élevés, et la crise économique provoque des tensions sociales et politiques. Malgré cela, l'industrie australienne commence à se développer, notamment dans les secteurs du textile, de la métallurgie, et de l'agriculture.

L'Australie s'engage à nouveau dans la Seconde Guerre mondiale aux côtés du Royaume-Uni, mais cette fois-ci, la guerre a un impact direct sur le pays. En 1942, le Japon bombarde Darwin et mène plusieurs attaques sur les côtes australiennes, renforçant la perception d'une menace immédiate. Sous la direction du Premier ministre John Curtin, l'Australie développe une alliance stratégique plus étroite avec les États-Unis, ce qui constitue un tournant dans sa politique étrangère. Après la guerre, l'Australie devient l'un des membres fondateurs de l'ONU.

Après 1945, l'Australie lance un vaste programme d'immigration pour renforcer sa population et son économie. Des millions de personnes, principalement d'Europe mais aussi d'autres régions, s'installent en Australie, transformant le pays en une société multiculturelle. Le gouvernement introduit la politique de l'État providence, avec des réformes dans les domaines de la santé, de l'éducation et des services sociaux. Cela contribue à la création d'une classe moyenne prospère. Pendant la Guerre froide, l'Australie se positionne fermement aux côtés des États-Unis, rejoignant des alliances comme l'ANZUS (1951, traité Australie-Nouvelle-Zélande-États-Unis) et l'OTASE (1954). L'engagement australien dans la guerre de Corée (1950-1953) et la guerre du Vietnam (1962-1972) reflète sa volonté de lutter contre la propagation du communisme en Asie.

Les années 1960 et 1970 voient l'émergence de mouvements pour les droits civiques, notamment ceux des populations aborigènes. En 1967, un référendum permet aux Aborigènes d'être inclus dans les recensements nationaux et de bénéficier des mêmes droits que les autres citoyens australiens. L'élection du gouvernement Whitlam en 1972 introduit des réformes sociales comme l'abolition des frais universitaires, l'introduction de soins de santé universels (Medibank) et des avancées en matière de droits des femmes et des populations autochtones. Cependant, ce gouvernement est destitué de manière controversée en 1975. A la même époque, les politiques racistes qui empêchaient la plupart des non-Blancs d'immigrer en Australie sont supprimées, augmentant considérablement l'immigration asiatique dans le pays. 

Les gouvernements de Bob Hawke et de Paul Keating (1983-1996) entreprennent des réformes économiques, comme la déréglementation du secteur financier, la réduction des tarifs douaniers et la réforme des relations industrielles. Ces mesures visent à rendre l'économie australienne plus compétitive sur la scène mondiale. En 1992, la Haute Cour d'Australie rend une décision dans l'affaire Mabo, reconnaissant les droits fonciers des Aborigènes sur leurs terres ancestrales, ce qui mène à l'abolition du concept juridique de terra nullius ( = terre n'appartenant à personne) qui avait justifié la colonisation. Dans les années 1990 encore, le débat sur la république s'intensifie. Il culmine avec un référendum en 1999, où les Australiens votent pour conserver la monarchie britannique comme système de gouvernement. La montée du multiculturalisme et la reconnaissance des droits des populations autochtones continuent de façonner la société australienne.

Entre 1996 et 2007, John Howard est Premier ministre. Il mène une politique conservatrice, notamment en matière d'économie et de sécurité nationale. Sous Howard, l'Australie participe à la guerre en Irak en 2003, en tant qu'allié clé des États-Unis. L'accession de Kevin Rudd, du Parti travailliste, au poste de Premier ministre marque un changement de direction. L'une de ses premières actions est de présenter des excuses officielles aux populations aborigènes pour les torts infligés par les politiques de l'État, en particulier pour les générations volées (Stolen Generations). Cette initiative est un moment historique pour la réconciliation en Australie. 

Plusieurs changements de leadership on lieu ensuite. Julia Gillard devient la première femme Premier ministre en 2010 après avoir remplacé Kevin Rudd dans un coup de parti interne. Elle met en place des réformes importantes, notamment une taxe carbone pour lutter contre le changement climatique. Kevin Rudd revient brièvement au pouvoir en 2013 avant que Tony Abbott, du Parti libéral, ne remporte les élections la même année. Abbott adopte une approche conservatrice sur les questions économiques et sociales, mais il est lui-même remplacé par Malcolm Turnbull en 2015, qui adopte une position plus modérée. Cinq changements de premier ministre auront eu lieu entre 2010 et 2018. En conséquence, les deux principaux partis instituent des règles pour rendre plus difficile la destitution d'un chef de parti. En 2018, Scott Morrison succède à Turnbull après un autre changement de leadership au sein du Parti libéral. Morrison remporte ensuite les élections de 2019. En  mai 2022, le Travailliste Anthony Albanese devient Premier ministe, mettant fin ainsi à neuf ans au pouvoir du Parti Libéral.